स्कॉट आरोनसन द्वारा उत्कृष्ट क्वांटम उत्कृष्टता FAQ

कुछ दिनों पहले Google द्वारा एक सुपरकंडक्टिंग क्वांटम कंप्यूटर में क्वांटम श्रेष्ठता की अपनी उपलब्धि का मसौदा लेख नेटवर्क पर लीक हो गया था। पाठ खुद को जल्दी से हटा दिया गया था, और अफवाहों और मान्यताओं, गलत लोगों सहित, इसके चारों ओर गुणा किया गया था। पोस्ट के लेखक प्रोफेसर स्कॉट आरोनसन हैं , जो क्वांटम एल्गोरिदम में अग्रणी विशेषज्ञों में से एक हैं, और उनका एक उत्कृष्ट ब्लॉग है। अंतिम पोस्ट में, वह क्वांटम श्रेष्ठता के बारे में मुख्य सवालों का जवाब देता है।

अनुवादक से। मैं विशेष रूप से एल्गोरिथम जटिलता और क्वांटम एल्गोरिदम के विशेषज्ञ नहीं हूं। लेकिन यह पोस्ट मुझे बहुत दिलचस्प लगी, इसके बारे में Habré पर चर्चा नहीं करना, और किसी भी त्रुटि के लिए या उनके असामान्य उपयोग के लिए, कृपया मुझे PM में मार दें।

स्कॉट सुप्रीम क्वांटम वर्चस्व अकसर किये गए सवाल!

आपने पहले से ही कहानियों को देखा है - फाइनेंशियल टाइम्स , टेक्नोलॉजी रिव्यू , CNET , फेसबुक, रेडिट, ट्विटर, या कहीं और - जो कि Google के एक समूह के बारे में बात करते हैं जिसने 53-बिट सुपरकंडक्टिंग कंप्यूटर के साथ क्वांटम श्रेष्ठता हासिल की थी। इन कहानियों को खोजना आसान है, मैं उन्हें यहां नहीं संलग्न करूंगा, क्योंकि उनमें से एक का अभी तक अस्तित्व नहीं होना चाहिए था।

जैसा कि पूरी दुनिया अब जानती है, Google वास्तव में क्वांटम श्रेष्ठता पर एक बड़ा बयान तैयार कर रहा है, जिसे एक शांत पत्रिका में वैज्ञानिक लेख के साथ संयोजन में योजनाबद्ध किया गया है (कौन सा? पसंद छोटा है - दो में से एक)। मुझे उम्मीद है कि यह एक महीने के भीतर हो जाएगा।
इस बीच, नासा, जहां लेख के कुछ लेखक काम करते हैं, गलती से एक सार्वजनिक साइट पर लेख का एक पुराना संस्करण प्रकाशित किया। वह थोड़े समय के लिए थी, लेकिन फाइनेंशियल टाइम्स, मेरे मेल और एक लाख अन्य स्थानों पर रहने के लिए पर्याप्त थी। इसके महत्व के बारे में तथ्यों के बिना अटकलें गुणा करने की उम्मीद है।

ऐसा लगता है कि दुनिया को "चंद्रमा लैंडिंग" के शुद्ध क्षण से वंचित किया गया है, जहां एक प्रेस कॉन्फ्रेंस के दौरान प्रयोगात्मक सबूत द्वारा विस्तारित चर्च-थुरिंग थीसिस को नष्ट कर दिया गया है। यह राइट बंधुओं की उड़ान की तरह अधिक होगा - जिसके बारे में अफवाहें और अर्ध-सत्य 1903 और 1908 के बीच सार्वजनिक स्थान पर जब्त हो गए, जब विल और ऑरविल ने आखिरकार अपनी उड़ान का प्रदर्शन करने का फैसला किया। (इस बार, सौभाग्य से, सब कुछ बहुत तेजी से स्पष्ट हो जाएगा!)
यह पोस्ट किसी भी तरह का आधिकारिक बयान या पुष्टि नहीं है। यद्यपि प्रकाश पहले से ही दिखाई दे रहे हैं, थंडर Google से एक समूह का है, समय और उनकी पसंद के स्थान पर।

इसके बजाय, मैं अपने स्कॉट के सुप्रीम क्वांटम वर्चस्व संबंधी सामान्य प्रश्न के रूप में, एक ब्लॉगर और "सार्वजनिक बौद्धिक" के रूप में गलत सूचना के प्रवाह को रोकना चाहता हूं। आप जानते हैं, यदि आप अचानक क्वांटम श्रेष्ठता के बारे में उत्सुक हो जाते हैं या हमेशा यह जानना चाहते हैं कि क्या होगा यदि अचानक माउंटेन व्यू या कहीं और से कुछ खोज कंपनी ने काल्पनिक रूप से घोषणा की कि क्वांटम श्रेष्ठता हासिल की गई है।

आगे की हलचल के बिना, यह है:

बी 1। क्वांटम कम्प्यूटेशनल उत्कृष्टता क्या है?

अक्सर "क्वांटम श्रेष्ठता" को कम करने के लिए, यह शब्द क्वांटम कंप्यूटर के उपयोग को संदर्भित करता है ताकि समस्याओं का एक विशेष सेट हल किया जा सके, जिसका समाधान किसी भी ज्ञात एल्गोरिथ्म का उपयोग करते हुए शास्त्रीय कंप्यूटर पर परिमाण के आदेशों को अधिक समय लगेगा - और कुछ यादृच्छिक कारणों से नहीं, लेकिन स्पर्शोन्मुख क्वांटम जटिलता के कारण। यहाँ जोर यथा संभव है कि समस्या को क्वांटम तरीके से हल किया गया था और वास्तव में शास्त्रीय रूप से अप्राप्य है, और आदर्श रूप से यह निकट भविष्य में कम्प्यूटेशन त्वरण प्राप्त करने की अनुमति देगा (शोर के साथ, गैर-सार्वभौमिक क्वांटम कंप्यूटर जो हमारे पास पहले से है। वहाँ या जल्द ही होगा)। यदि कार्य किसी चीज़ के लिए भी उपयोगी है, तो बेहतर है, लेकिन यह आवश्यक नहीं है। राइट प्लेन और फर्मी की लकड़ी अपने आप उपयोगी नहीं थी।

बी 2। यदि Google ने वास्तव में क्वांटम श्रेष्ठता प्राप्त की है, तो क्या इसका मतलब यह है कि अब कोई दरार कोड नहीं है , जैसा कि हाल ही में बंद अमेरिकी राष्ट्रपति पद के उम्मीदवार एंड्रयू यंग ने किया था?

नहीं, यह नहीं है (हालांकि मुझे अभी भी यंग की उम्मीदवारी पसंद है)
दो समस्याएं हैं। सबसे पहले, Google, आईबीएम और अन्य द्वारा बनाए गए उपकरणों में 50-100 qubits हैं, और कोई त्रुटि सुधार नहीं है। शोर एल्गोरिथ्म का उपयोग करके आरएसए को हैक करने के लिए कई हज़ार तार्किक क्वबिट्स की आवश्यकता होगी। अच्छी तरह से ज्ञात त्रुटि सुधार विधियों के साथ, लाखों भौतिक qubits, और बेहतर गुणवत्ता की तुलना में अब हमारे पास है, आसानी से इसके लिए आवश्यक हो सकता है। मुझे ऐसा नहीं लगता है कि कोई भी इसके करीब है, और हमें नहीं पता है कि वे कितनी जल्दी इस के करीब पहुंच पाएंगे।

और दूसरी समस्या यह है कि त्रुटि सुधार के साथ QC के काल्पनिक भविष्य में भी, हम केवल कुछ कोड ही तोड़ पाएंगे, लेकिन सभी नहीं, कम से कम जहां तक ​​हम अब तक जानते हैं। संयोगवश, जिन सार्वजनिक कुंजियों को क्रैक किया जा सकता है उनमें इंटरनेट को सुरक्षित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले अधिकांश एल्गोरिदम शामिल हैं: आरएसए, डिफी-हेलमैन, अण्डाकार क्रिप्टोग्राफी, आदि। लेकिन निजी कुंजियों पर आधारित क्रिप्टोग्राफी प्रभावित नहीं होनी चाहिए। और सार्वजनिक कुंजियों के लिए क्रिप्टोसिस्टम भी हैं (उदाहरण के लिए, झंझरी के आधार पर) कि किसी को भी पता नहीं है कि 20 साल की कोशिश के बाद भी क्यूसी का उपयोग कैसे करना है, और इन प्रणालियों पर स्विच करने के प्रयास हैं। उदाहरण के लिए, रेबेका गोल्डस्टीन को मेरा पत्र देखें।

बी 3। Google किस प्रकार की गणना करता है (या पहले ही कर चुका है), जिन्हें शास्त्रीय रूप से जटिल माना जाता है।

बेशक, मैं आपको बता सकता हूं, लेकिन मैं एक ही समय में बेवकूफ महसूस करता हूं। गणना यह है: प्रयोग करने वाला एक यादृच्छिक क्वांटम सर्किट सी (यानी, 1-qubit और 2-qubit का एक यादृच्छिक अनुक्रम - निकटतम पड़ोसियों के बीच - गेट्स, 20 की गहराई के साथ, उदाहरण के लिए, एक 2D नेटवर्क n = 50-60 qubits पर कार्य करता है) उत्पन्न करता है। उसके बाद, प्रयोगकर्ता C को क्वांटम कंप्यूटर पर भेजता है, और उसे C को 0 की प्रारंभिक अवस्था में लागू करने के लिए कहता है, परिणाम को आधार {0,1} में मापता है, n-बिट अवलोकनीय अनुक्रम (स्ट्रिंग) को वापस भेजता है और कई हजार या मिलियन बार दोहराता है। अंत में, C के अपने ज्ञान का उपयोग करते हुए, प्रयोगकर्ता क्वांटम कंप्यूटर से अपेक्षित आउटपुट के साथ परिणाम के अनुपालन पर एक सांख्यिकीय जांच करता है।

यह कार्य केवल सही उत्तर के साथ कार्यों में से एक नहीं है, संख्याओं के गुणन के विपरीत। स्कीम सी के संचालन का परिणाम एक सांख्यिकीय वितरण (चलो इसे डी _{सी कहते हैं} ) एन-बिट स्ट्रिंग्स से अधिक है, जिसमें से हमें नमूनों का चयन करने की आवश्यकता है। वास्तव में, आमतौर पर डी _सी 2 ^एन लाइनों के अनुरूप हो सकता है - इतने सारे कि अगर क्यूसी उम्मीद के मुताबिक काम करता है, तो यह आउटपुट में दो बार एक ही लाइन का उत्पादन नहीं करेगा। यह महत्वपूर्ण है कि डी _{सी का} वितरण _एक समान नहीं है। एम्प्लीट्यूड्स के रचनात्मक हस्तक्षेप के परिणामस्वरूप कुछ लाइनें उत्पन्न हुईं और इसलिए इसकी उच्च संभावना है, और दूसरों को विनाशकारी के परिणामस्वरूप, और कम संभावना है। और यद्यपि हमें सभी संभावित 2 ^एन नमूनों का केवल एक छोटा हिस्सा मिलता है, हम इन नमूनों के वितरण की जांच असमान वितरण के अनुपालन के लिए सांख्यिकीय रूप से कर सकते हैं, और यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि हमें ऐसा कुछ प्राप्त हो जो शास्त्रीय रूप से पुन: पेश करना मुश्किल हो।

TL, DR, एक क्वांटम कंप्यूटर को क्वांटम परिचालनों का एक यादृच्छिक (लेकिन ज्ञात) अनुक्रम लागू करने के लिए कहा जाता है - इसलिए नहीं कि हम परिणाम में रुचि रखते हैं, बल्कि इसलिए कि हम यह साबित करने की कोशिश कर रहे हैं कि क्यूसी यह स्पष्ट रूप से परिभाषित कार्य को शास्त्रीय कंप्यूटर की तुलना में बेहतर तरीके से कर सकता है।

बी 4। लेकिन अगर क्वांटम कंप्यूटर सिर्फ कुछ रद्दी कोड निष्पादित करता है, जिसका एकमात्र उद्देश्य शास्त्रीय सिमुलेशन के लिए मुश्किल है, कौन परवाह करता है? नहीं है कि एक बड़े से अधिक पाई के साथ ... कुछ भी नहीं?

नहीं। यह, ज़ाहिर है, स्वादिष्ट सब कुछ के साथ एक पाई नहीं है, लेकिन कुछ के साथ कम से कम एक पाई।
हम यहाँ जिस बारे में बात कर रहे हैं और किस तरह की इंजीनियरिंग प्रतिभा ने इसे हकीकत में तब्दील करने में लिया, उसकी अपरिपक्वता का कम से कम सम्मान करें। क्वांटम श्रेष्ठता (केपी) से पहले, केपी संशयवादियों ने केवल इतना कहा कि अरबों डॉलर और 20+ वर्षों के काम के बाद भी, एक क्वांटम कंप्यूटर अभी भी आपके लैपटॉप की तुलना में तेजी से कुछ नहीं कर सकता है। कम से कम क्वांटमनेस का उपयोग नहीं कर रहा है। दुनिया में क्वांटम वर्चस्व हासिल करने के बाद, वे अब नहीं हँसते। 2 ⁵⁰ या 2 ⁶⁰ जटिल संख्याओं के सुपरपोज़िशन की गणना 2 ⁵⁰ या 2 ^{60 की} तुलना में समय और डेटा की मात्रा के एक छोटे संसाधन का उपयोग करके की गई थी

मैं राइट प्लेन के बारे में केवल इसलिए बात कर रहा हूं क्योंकि हम जो बात कर रहे हैं और इनकार करते हैं, उसके बीच की खाई, जो मैं इंटरनेट के विभिन्न हिस्सों में देखता हूं, पूरी तरह से समझ से बाहर है। यह ऐसा है जैसे कि आप मानते हैं कि सिद्धांत रूप में उड़ान भरना असंभव था, और फिर आपने एक आकर्षक लकड़ी के हवाई जहाज को देखा - यह आपके विश्वास को हिला नहीं सकता है, लेकिन यह निश्चित रूप से इसे मजबूत नहीं करना चाहिए।
क्या मैं सही था, कई साल पहले यह चिंता थी कि केके की बहुत कम उपलब्धियों के बारे में लगातार प्रचार लोगों को थका देगा और जब वास्तव में कुछ सार्थक होता है तो वे लानत देंगे?

B5। कई साल पहले, आपने डी-वेव के लिए उनके उत्साह के लिए जनता को दोषी ठहराया था और क्वांटम एनीलिंग का उपयोग करके अनुकूलन समस्याओं में आश्चर्यजनक क्वांटम लाभ के अपने दावों का दावा किया था। अब आप उन्हें क्वांटम श्रेष्ठता के लिए उत्साह की कमी के लिए फटकारते हैं। तुम इतने चंचल क्यों हो?

क्योंकि मेरा लक्ष्य स्पष्ट रूप से चुनी गई दिशा में उत्साह के स्तर को स्थानांतरित करना नहीं है, बल्कि सही होना है। हेंडसाइट में, क्या मैं मुख्य रूप से डी-वेव के बारे में सही नहीं था, तब भी जब मेरे बयानों ने मुझे कुछ हलकों में बहुत अलोकप्रिय बना दिया था? खैर, अब मैं क्वांटम श्रेष्ठता के बारे में भी सही होने की कोशिश कर रहा हूं।

बी -6। यदि क्वांटम श्रेष्ठता की गणना बस एक संभाव्यता वितरण के नमूनों पर आधारित होती है, तो कोई कैसे सत्यापित कर सकता है कि वे सही तरीके से बने हैं?

पूछने के लिए धन्यवाद! यह ठीक उसी विषय पर है जिस पर मैंने और दूसरों ने पिछले दस वर्षों में कई सैद्धांतिक नींव विकसित की हैं। मैंने अपने उत्तर B3 में पहले ही संक्षिप्त संस्करण बता दिया था: आप नमूनों पर सांख्यिकीय परीक्षण चलाकर इसका परीक्षण करते हैं, जो क्वांटम कंप्यूटर यह सत्यापित करने के लिए देता है कि वे यादृच्छिक संभाव्यता वितरण D _C की चोटियों के आसपास केंद्रित हैं _। ऐसा करने का एक सुविधाजनक तरीका, जिसे Google "लीनियर क्रॉस-एन्ट्रापी टेस्ट" कहता है, बस सभी Pr [C पैदावार s _i ] को सभी नमूनों ₁ , ..., s _के के लिए वापस लाया जाता है, जो कि KK ने लौटाया, और फिर परीक्षण को सफल घोषित किया और केवल अगर राशि एक निश्चित स्तर से अधिक है - कहते हैं, बीके / 2 ^एन , जहां बी 1 और 2 के बीच एक स्थिर है।

ईमानदारी से, इस परीक्षण को लागू करने के लिए, आपको सभी संभावनाओं की गणना करने की आवश्यकता है पीआर [सी एक क्लासिक कंप्यूटर पर [ _i ] देता है - और ऐसा करने का एकमात्र ज्ञात तरीका ~ 2 ^{एन के} समय में पुनरावृत्त होता है। लेकिन क्या यह किसी को परेशान करता है? नहीं, यदि n = 50, और आप Google हैं और आप 2 ⁵⁰ जैसी संख्याओं की गणना कर सकते हैं (हालाँकि आपको 2 ¹⁰⁰⁰ नहीं मिलेंगे, जो कि Google , khe-khe से बेहतर है)। शास्त्रीय कोर के एक बड़े समूह को चलाने के लिए, एक महीने के लिए, आप इस परिणाम के साथ समाप्त हो जाएंगे कि कुछ सेकंड में सीसी का उत्पादन किया जाता है - एक ही समय में, सुनिश्चित करें कि सीसी तेजी से कुछ क्रम है। फिर भी, इसका मतलब है कि नमूने पर आधारित प्रयोग लगभग विशेष रूप से ~ 50 qubits वाले उपकरणों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। यहां तक ​​कि 100 क्विट के साथ, हमें पता नहीं है कि पृथ्वी पर उपलब्ध सभी कंप्यूटिंग शक्ति का उपयोग करके भी परिणाम को कैसे आश्वस्त किया जाए।
(मैं अलग से ध्यान देता हूं कि यह समस्या केवल नमूने के प्रयोगों के लिए विशिष्ट है, जो अब किया जा रहा है, उसी तरह। यदि आपने 2000 अंकों की संख्या के लिए शोर एल्गोरिथ्म का उपयोग किया है, तो आप आसानी से परिणाम को सभी कारकों को गुणा करके और उनकी सरलता की जांच कर सकते हैं। यदि केके का उपयोग किसी जटिल बायोमोलेक्यूल को अनुकरण करने के लिए किया जाता है, तो आप अणु के साथ प्रयोग करके परिणाम की जांच कर सकते हैं।)

बी 7। एक पल रुकिए। यदि शास्त्रीय कंप्यूटर केवल क्वांटम श्रेष्ठता पर एक प्रयोग के परिणामों को केवल एक मोड में सत्यापित कर सकते हैं जहां शास्त्रीय कंप्यूटर अभी भी एक प्रयोग (बहुत धीरे-धीरे) अनुकरण कर सकते हैं, तो कोई "क्वांटम श्रेष्ठता" कैसे बोल सकता है?

अच्छा तो आप। 53-qubit चिप के साथ, आप त्वरण को कई मिलियन बार देखते हैं, और आप अभी भी परिणाम को सत्यापित कर सकते हैं और यह भी सत्यापित कर सकते हैं कि त्वरण की संख्या के साथ तेजी से बढ़ता है, जैसा कि स्पर्शोन्मुख विश्लेषण भविष्यवाणी करता है। यह तुच्छ नहीं है।

B8। क्या कोई गणितीय प्रमाण है कि कोई भी तेज क्लासिक कंप्यूटर नमूना के आधार पर केपी प्रयोग के परिणामों को नहीं हरा सकता है?

फिलहाल नहीं। लेकिन यह क्वांटम श्रेष्ठता के शोधकर्ताओं का दोष नहीं है! जब तक सिद्धांतकार पी or एनपी या पी ACE PSPACE जैसे बुनियादी परिकल्पनाओं को भी साबित नहीं कर सकते हैं, और इसके बिना हम बिना किसी त्वरित शास्त्रीय अनुकरण की संभावना को छोड़ नहीं सकते हैं। सशर्त जटिलता के लिए हम सबसे अच्छी उम्मीद कर सकते हैं। और हमारे पास इस बारे में कुछ परिणाम हैं, उदाहरण के लिए, बोसॉन नमूना पर एक लेख या बोल्डैंड एट अल द्वारा एक लेख। यादृच्छिक सर्किट के आयामों की गणना करने के औसत # पी-जटिलता के बारे में, या लिजी चेन के साथ मेरा लेख ("क्वांटम वर्चस्व प्रयोगों का जटिलता-सैद्धांतिक आधार")। इस क्षेत्र में सबसे महत्वपूर्ण खुला प्रश्न, मेरी राय में, सबसे अच्छी सशर्त कठिनाइयों का प्रमाण है।

B9। क्या क्वांटम श्रेष्ठता के नमूने के लिए कोई उपयोग है?

हाल तक, जवाब स्पष्ट रूप से नहीं था! (और मुझे पता है, क्योंकि मैं खुद ऐसे लोगों में से एक था)। हाल ही में, हालांकि, स्थिति बदल गई है - उदाहरण के लिए, मेरे प्रमाणित यादृच्छिकता प्रोटोकॉल के लिए धन्यवाद, जो दिखाता है कि नमूना के आधार पर केपी स्वतंत्र रूप से बिट्स उत्पन्न करने के लिए कैसे उपयोग किया जा सकता है जो कि एक संदेहपूर्ण तीसरे पक्ष (गणनाओं के बारे में मान्यताओं के तहत) के लिए भी यादृच्छिक साबित हो सकता है। यह बदले में क्रिप्टोक्यूरेंसी और अन्य क्रिप्टोग्राफ़िक प्रोटोकॉल में एक एप्लिकेशन है। मुझे उम्मीद है कि ऐसे और भी आवेदन जल्द ही आएंगे।

B10। यदि क्वांटम श्रेष्ठता पर प्रयोग यादृच्छिक बिट्स सब कुछ उत्पन्न करते हैं, तो यह दिलचस्प क्यों है? क्या केवल तुच्छ माप कर चतुराई से रूपांतरित बिट्स में बदलना संभव नहीं है?

लब्बोलुआब यह है कि QC गैर-समान रूप से वितरित यादृच्छिक बिट्स उत्पन्न करता है। इसके बजाय, यह 50-60 बिट स्ट्रिंग्स पर कुछ जटिल, सहसंबद्ध संभावना वितरण से चयन बनाता है। मेरे प्रोटोकॉल में, एकरूपता से विचलन केंद्रीय भूमिका निभाता है कि क्यूसी गुप्त रूप से किसी भी तरह के छद्म यादृच्छिक जनरेटर का उपयोग करने के बजाय वास्तव में यादृच्छिक बिट्स का चयन करता है।

B11। उदाहरण के लिए, क्वांटम यांत्रिक प्रयोगों के दशकों में, बेल की असमानता के उल्लंघन के साथ, क्वांटम श्रेष्ठता का प्रदर्शन नहीं किया गया है?

यह एक विशुद्ध रूप से शाब्दिक प्रश्न है। उन प्रयोगों ने अन्य प्रकार की क्वांटम श्रेष्ठता का प्रदर्शन किया: उदाहरण के लिए, बेल की असमानता के मामले में, उन्हें "क्वांटम सहसंबंध श्रेष्ठता" कहा जा सकता है। वे क्वांटम कम्प्यूटेशनल श्रेष्ठता नहीं दिखाते थे, अर्थात एक शास्त्रीय कंप्यूटर (जहां शास्त्रीय सिमुलेशन में स्थानीय स्तर पर कोई प्रतिबंध नहीं है, आदि) के लिए दुर्गम कुछ खोजने की क्षमता है। आजकल, जब लोग "क्वांटम श्रेष्ठता" वाक्यांश का उपयोग करते हैं, तो उनका मतलब क्वांटम कम्प्यूटेशनल श्रेष्ठता है।

बी 12। फिर भी, ऐसी सामग्रियों और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के अनगिनत उदाहरण मौजूद नहीं हैं जो शास्त्रीय रूप से अनुकरण करने में मुश्किल हैं, और विशेष रूप से निर्मित क्वांटम सिमुलेटर (जैसे हार्वर्ड में ल्यूकिन समूह में)। उन्हें क्वांटम कंप्यूटिंग श्रेष्ठता क्यों नहीं माना जाता है?

कुछ लोगों की परिभाषाओं में, उन्हें माना जाता है! Google कंप्यूटर के साथ मुख्य अंतर यह है कि उनके पास पूरी तरह से प्रोग्राम करने योग्य कंप्यूटर है - आप केवल क्लासिक कंप्यूटर से कमांड दर्ज करके 2-qubit gates (पड़ोसी क्वॉइट के लिए) के किसी भी मनमाने अनुक्रम को दर्ज कर सकते हैं।

दूसरे शब्दों में, केपी स्केप्टिक्स अब मज़ाकिया तौर पर नोटिस नहीं कर सकते हैं कि निश्चित रूप से, क्वांटम सिस्टम को शास्त्रीय रूप से अनुकरण करना मुश्किल है, लेकिन यह केवल इसलिए है क्योंकि प्रकृति आम तौर पर अनुकरण करना मुश्किल है, और आप खुद को अनुकरण करने के लिए कंप्यूटर में फ़ील्ड में पाए गए यादृच्छिक अणु को फिर से शुरू नहीं कर सकते हैं। खुद को। किसी भी उचित परिभाषा के अनुसार, Google, IBM और अन्य द्वारा बनाए गए सुपरकंडक्टिंग डिवाइस शब्द के पूर्ण अर्थ में कंप्यूटर हैं।

B13। क्या आपने (स्कॉट आरोनसन) क्वांटम उत्कृष्टता की अवधारणा का आविष्कार किया था?

नहीं। मैंने इसके विकास में एक भूमिका निभाई, और इसलिए, उदाहरण के लिए, सबीना होसेनफेलर, दूसरों के बीच, गलती से मुझे पूरे विचार के लेखकत्व के लिए जिम्मेदार ठहराया । जॉन प्रिसिल द्वारा "क्वांटम श्रेष्ठता" शब्द को 2012 में प्रस्तावित किया गया था, हालांकि एक अर्थ में, मूल विचार 80 के दशक की शुरुआत में क्वांटम योगदान की सुबह में दिखाई दिया। 1994 में, बड़ी संख्या में फैक्टर करने के लिए शोर एल्गोरिथ्म का उपयोग क्वांटम श्रेष्ठता का परीक्षण करने के लिए मुख्य प्रयोग बन गया, हालांकि इस समय अभी भी उत्पादन करना बहुत मुश्किल है।

मुख्य विचार यह है कि नमूने का उपयोग किया जा सकता है, जहां तक ​​मुझे पता है, पहली बार 2002 के एक लेख में बारबरा टेरेहाल और डेविड डिविंकेन्जो द्वारा प्रस्तावित किया गया था। सैंपल किए गए सीपी पर वर्तमान प्रयास 2011 के आसपास शुरू हुआ, जब एलेक्स आर्किपोव और मैंने बोसोनिक सैंपलिंग पर अपना लेख प्रकाशित किया, और ब्रेमर, जोसा, और शेफर्ड ने स्वतंत्र रूप से हैमिल्टनियन के मॉडल पर एक लेख प्रकाशित किया। इन लेखों ने न केवल "सरल" दिखाया, न कि सार्वभौमिक क्वांटम सिस्टम जो स्पष्ट रूप से जटिल नमूनाकरण समस्याओं को हल कर सकते हैं, बल्कि यह भी कि एक प्रभावी शास्त्रीय एल्गोरिथ्म के अस्तित्व का मतलब बहुपद पदानुक्रम में गिरावट होगा। आर्किपोव और मैंने इस तर्क के लिए नींव भी रखी कि क्वांटम नमूने के अनुमानित संस्करण भी शास्त्रीय रूप से जटिल हो सकते हैं।

जहाँ तक मुझे पता है, "बेतरतीब ढंग से सैंपलिंग सर्किट" का विचार - क्या है, बेतरतीब ढंग से 2-क्विट गेट्स के अनुक्रम का चयन करके एक जटिल सैंपलिंग समस्या उत्पन्न करना, कहते हैं, एक अतिचालक वास्तुकला - उनके पत्राचार का उदय हुआ, जिसे मैंने दिसंबर 2015 में शुरू किया था, जिसमें जॉन मार्टिनिस, हार्टमुत नेवेन शामिल थे। , सर्जियो बोइक्सो, एशले मोंट्रो, माइकल ब्रेमर, रिचर्ड जोसा, अराम हैरो, ग्रेग कुपरबर्ग, और अन्य। धागा "40 क्यूबिट्स के साथ चुनौतीपूर्ण नमूना मुद्दों" का हकदार था, और पत्र "स्पैम के लिए क्षमा करें" के साथ शुरू हुआ।इसमें, मैंने नमूने का उपयोग करके एक क्वांटम लाभ का प्रदर्शन करने के लिए तीन विकल्पों के विभिन्न फायदे और नुकसान पर चर्चा की: (1) यादृच्छिक सर्किट, (2) हैमिल्टनियन, (3) बोसॉन नमूनाकरण। ग्रेग कूपरबर्ग विकल्प (1) के लिए खड़े होने के बाद, एक आम सहमति जल्दी बन गई (1) इंजीनियरिंग के दृष्टिकोण से वास्तव में सबसे अच्छा विकल्प होगा, और अगर हमारे पास अभी तक (1) के लिए एक संतोषजनक सैद्धांतिक औचित्य नहीं है, तो हम किसी तरह कर सकते हैं इस के आसपास जाओ।

उसके बाद, Google टीम ने यादृच्छिक नमूनाकरण योजनाओं का विश्लेषण करने का एक बड़ा काम किया, सैद्धांतिक रूप से और संख्यात्मक रूप से, जबकि लिजी चेन और आई और बाउलैंड एट अल। जटिलता सिद्धांत के दृष्टिकोण से इस समस्या के शास्त्रीय जटिलता के विभिन्न सबूत प्रदान किए।

B14। यदि क्वांटम श्रेष्ठता प्राप्त की जाती है, तो संदेह के लिए इसका क्या मतलब है?

वाह, मैं अब उनकी जगह पर नहीं रहना चाहता! वे इस स्थिति में वापस आ सकते हैं, ठीक है, निश्चित रूप से, क्वांटम श्रेष्ठता संभव है (और जिन्होंने अन्यथा कहा? वैसे, निश्चित रूप से वे नहीं हैं!), और पूरी कठिनाई हमेशा क्वांटम त्रुटि सुधार में रही है। और वास्तव में, कुछ ने शुरू से ही ऐसा कहा है। और अन्य, मेरे अच्छे दोस्त गिल कलाई, उनमें से, इस ब्लॉग पर, राइटिंग ने, भविष्यवाणी की कि मौलिक कारणों से क्वांटम श्रेष्ठता कभी नहीं प्राप्त होगी। अब उन पर शिकंजा नहीं कसा जाएगा।

B15। तो आगे क्या है?

यदि यह वास्तव में क्वांटम श्रेष्ठता प्राप्त करता है, तो मुझे लगता है कि Google समूह में प्रमाणित यादृच्छिक बिट पीढ़ी के लिए मेरे प्रोटोकॉल को प्रदर्शित करने के लिए सभी हार्डवेयर हैं। और यह वास्तव में उनकी योजना में निम्नलिखित बातों में से एक है।
और इसके अलावा, अगला स्पष्ट कदम एक प्रोग्राम योग्य QC का उपयोग करना है, जिसमें कुछ उपयोगी क्वांटम सिमुलेशन (उदाहरण के लिए, एक संघनित स्थिति वाला सिस्टम) किसी भी शास्त्रीय विधि की तुलना में 50-100 क्विबिट है। और दूसरा स्पष्ट कदम यह है कि लॉजिकल क्वाइबेट को भौतिक क्वाइब के जीवनकाल की तुलना में अधिक लंबे समय तक जीवित रखने के लिए त्रुटि सुधार के उपयोग का प्रदर्शन करना है। इसमें कोई संदेह नहीं है कि आईबीएम, गूगल और बाकी खिलाड़ी इन चरणों में प्रधानता के लिए एक-दूसरे का पीछा करेंगे।