Hukum Niven mengatakan bahwa komputer kuantum meningkat pada "kecepatan eksponensial ganda." Jika dia dapat bertahan dalam ujian waktu, maka menunggu superioritas kuantum tidak lama.
Prosesor Kuantum Foxtail GooglePada Desember 2018, para ilmuwan dari Google AI melakukan perhitungan pada prosesor kuantum terbaik dari Google. Mereka dapat mereproduksi perhitungan ini pada laptop biasa. Kemudian pada bulan Januari mereka meluncurkan tes yang sama pada versi yang ditingkatkan dari chip kuantum. Kali ini mereka membutuhkan komputer desktop yang kuat untuk mensimulasikan hasilnya. Dan pada bulan Februari, mereka tidak lagi memiliki komputer klasik yang mampu mensimulasikan rival kuantum mereka. Untuk melakukan ini, peneliti harus meminta waktu prosesor pada jaringan besar server.
"Suatu saat di bulan Februari, saya harus melakukan beberapa panggilan dan berkata," Hei, kami membutuhkan lebih banyak kuota, "kata
Hartmut Niven , direktur Laboratorium Inteligen Buatan Quantum Google. "Kami menjalankan tugas yang membutuhkan sejuta prosesor."
Peningkatan cepat ini menyebabkan apa yang disebut Niven's Law, aturan baru yang menjelaskan seberapa cepat komputer kuantum mengejar ketinggalan dengan komputer klasik. Aturan ini lahir sebagai pengamatan internal, dan baru kemudian Niven menyebutkannya pada Mei di simposium Google Quantum Spring. Di sana, ia mengatakan bahwa komputer kuantum meningkatkan daya komputasi dibandingkan dengan komputer klasik dengan kecepatan "eksponensial ganda" - gerakan yang sangat cepat.
Dengan pertumbuhan eksponensial ganda, "pada awalnya tampaknya tidak ada yang terjadi, tidak ada yang terjadi, dan kemudian oh - dan tiba-tiba Anda berada di dunia lain," kata Niven. "Itulah yang kami amati."
Bahkan pertumbuhan eksponensial adalah fenomena yang cukup cepat. Ini berarti bahwa jumlah tertentu tumbuh, sebagai kekuatan dua: 2
1 , 2
2 , 2
3 , 2
4 . Pada awalnya, kenaikannya tidak begitu terlihat, tetapi yang berikutnya sangat besar. Hukum Moore, aturan terkenal yang menggandakan kekuatan komputasi kira-kira setiap dua tahun, adalah eksponensial.
Pertumbuhan eksponensial ganda terlihat lebih signifikan. Alih-alih meningkatkan derajat dua, nilai tumbuh sebagai derajat tingkat dua: 2
2 1 , 2
2 2 , 2
2 3 , 2
2 4 . Pertumbuhan ganda eksponensial disorot dalam sebuah artikel baru-baru ini, "
Spesialis Komputer Memperluas Batas Pengetahuan yang Dapat Diuji, " dan menggambarkan tingkat pertumbuhan yang sangat besar dari kompleksitas masalah komputasi tertentu. Pertumbuhan ganda eksponensial sangat unik sehingga sulit baginya untuk menemukan contoh di dunia nyata. Dan kecepatan kemajuan dalam komputasi kuantum bisa menjadi contoh pertama.
Kecepatan eksponensial ganda yang dengannya, menurut Niven, komputer kuantum mengejar ketinggalan dengan komputer klasik, adalah kombinasi dari dua faktor eksponensial. Pertama, komputer kuantum memiliki keunggulan eksponensial internal daripada yang klasik: jika, misalnya, ada empat qubit dalam rangkaian kuantum, maka daya komputasinya sebanding dengan rangkaian 16 bit biasa. Itu akan benar bahkan tanpa peningkatan dalam teknologi kuantum.
Faktor eksponensial kedua muncul karena peningkatan cepat dari prosesor kuantum. Niven mengatakan chip kuantum terbaik Google telah meningkat secara eksponensial belakangan ini. Kecepatan ini disebabkan oleh penurunan jumlah kesalahan. Ini memungkinkan para insinyur untuk membangun prosesor kuantum yang lebih besar, kata Niven. Jika komputer klasik membutuhkan daya komputasi yang lebih eksponensial untuk mensimulasikan prosesor kuantum, dan kekuatan prosesor kuantum ini tumbuh secara eksponensial dari waktu ke waktu, hasilnya adalah hubungan eksponensial ganda antara mesin kuantum dan klasik.
Hartmut Niven, Direktur Laboratorium Kecerdasan Buatan Quantum GoogleTidak semua orang yakin akan hal ini. Pertama, komputer klasik tidak tinggal diam. Keripik reguler terus membaik, bahkan jika
hukum Moore tidak lagi berfungsi . Selain itu, para ilmuwan komputer terus-menerus menghasilkan algoritma yang lebih efisien yang membantu komputer klasik tetap bertahan.
"Mengingat semua bagian yang bergerak, termasuk perbaikan dari sisi klasik dan kuantum, sulit untuk menyebut pertumbuhan eksponensial ganda," kata
Andrew Childs , salah satu direktur pusat gabungan untuk informasi kuantum dan ilmu komputer di University of Maryland.
Dan meskipun kecepatan yang tepat di mana komputer kuantum mengejar ketinggalan dengan komputer klasik dapat menjadi bahan perdebatan, tidak ada keraguan tentang peningkatan pesat teknologi kuantum.
"Saya pikir kenyataan yang tak terbantahkan dari kemajuan ini telah menggerakkan bola ke sisi orang yang percaya bahwa komputer kuantum yang dapat diukur tidak akan berfungsi," tulis
Scott Aaronson , seorang spesialis IT di University of Texas di Austin, melalui email. "Sekarang mereka harus mengartikulasikan dengan jelas di mana dan mengapa kemajuan ini akan berhenti."
Tujuan utama dari bidang komputasi kuantum adalah untuk menghasilkan perhitungan kuantum yang efektif yang tidak dapat disimulasikan dalam jumlah waktu yang wajar pada komputer klasik paling kuat (dan superkomputer
KTT dari Oak Ridge National Laboratory sekarang dianggap yang paling kuat). Dan di antara berbagai kelompok penelitian yang mengembangkan komputer kuantum, Google sangat keras dalam menyatakan pengejaran tujuan ini, yang dikenal sebagai "keunggulan kuantum."
Sejauh ini, superioritas kuantum masih sulit dipahami - kadang-kadang tampaknya baru saja dicapai, tetapi sejauh ini telah gagal. Tetapi jika hukum Niven diterapkan, maka tujuan ini singkat. Niven tidak mengatakan secara pasti kapan, menurut pendapatnya, tim Google akan mencapai keunggulan kuantum, tetapi mengakui bahwa ini bisa terjadi segera.
“Kami sering mengatakan bahwa kami pikir kami akan mencapainya pada 2019,” kata Niven. "Semua tanda sudah ada di sana."