Em 2019, o Google
planeja sediar uma competição de computadores e comparar o desempenho de seu chip Bristlecone de 72 bits com as capacidades do supercomputador Pleiades da NASA. A gigante de TI planeja mostrar que a excelência quântica é alcançável. Sob o corte - mais sobre os testes e possíveis dificuldades que serão encontradas na empresa.
/ foto de JD Hancock CC BYAlgumas palavras sobre superioridade quântica
A excelência quântica é um momento condicional no tempo em que os computadores quânticos
aprendem a resolver alguns problemas computacionais muito mais rapidamente do que os sistemas clássicos. Tais tarefas, por exemplo, incluem enumeração de chave SHA-256.
A possibilidade teórica de superioridade quântica em outubro deste ano foi comprovada por Sergey Bravy, da IBM Research, David Gosset, da Universidade de Waterloo, e Robert König, do Instituto de Munique.
Eles publicaram sua pesquisa
na revista Science , na qual mostraram que, sob certas condições, uma máquina quântica é capaz de ultrapassar um sistema de computação clássico.
Embora a possibilidade teórica de superioridade quântica tenha sido comprovada, na prática isso ainda não foi feito. O Google planeja corrigir esse "mal-entendido" no próximo ano.
A essência do experimento do Google
Para provar a hipótese da superioridade quântica, o Google e a NASA
compararão as capacidades do novo chip de 72 qubit do Google, codinome Bristlecone, e do supercomputador Pleiades, que
ocupa a 24ª posição entre os
500 sistemas de computação mais poderosos do mundo (5,95 petaflops).
Os sistemas clássicos ainda têm desempenho
superior aos protótipos de máquinas quânticas, simulando efetivamente a operação de circuitos quânticos. O chip quântico do Google e o supercomputador da NASA realizarão uma série de cálculos de teste. Se o chip Bristlecone conseguir superar as Plêiades, as organizações poderão reivindicar superioridade quântica.
/ photo NASA PDO experimento será realizado na plataforma da API do Google Cloud, pois não funcionará para colocar essas duas máquinas na mesma sala. No entanto, para que Bristlecone funcione, várias condições devem ser observadas: por exemplo, a temperatura ambiente deve estar próxima do zero absoluto.
Os primeiros resultados dos testes serão
apresentados em julho de 2019. Os representantes do Google estão confiantes de que Bristlecone será capaz de alcançar superioridade quântica. A gigante de TI
está depositando suas
esperanças em seus algoritmos computacionais eficientes e mecanismos de correção de erros, que levam em conta a "fragilidade" dos qubits que
são destruídos pelo ambiente externo .
Por que um experimento do Google pode falhar
Em maio, os cientistas do Alibaba publicaram um estudo (
PDF ) no qual afirmam que a superioridade quântica só pode ser discutida quando o número de erros na computação de computadores quânticos é zero. Mesmo que a máquina conte mais rapidamente, isso não faz sentido sem o resultado certo. E esses erros certamente surgem ao gravar (e ler) dados em qubits devido à destruição de seu estado quântico. Quanto mais qubits, maior a chance de eles começarem a interferir no trabalho um do outro.
Até agora ninguém conseguiu chegar a zero. A mesma taxa de erro do Bristlecone é de 0,6%. E embora o Google esteja confiante de que isso é suficiente, na prática, tudo pode acontecer de maneira diferente.
Observe que vários projetos estão sendo desenvolvidos no mundo que devem ajudar na criação de mecanismos eficazes de correção de erros em computadores quânticos. Por exemplo, Sebastian Krinner, da Escola Técnica Superior Suíça de Zurique,
propôs combinar vários qubits "simples" em um qubit lógico, reduzindo seu número. Porém, para a implementação prática dessa tecnologia, serão necessários anos de desenvolvimento.
Outros estão tentando resolver o problema reduzindo a entropia e combinando vários sistemas quânticos em um grande. Por exemplo, em um blog, conversamos sobre pesquisadores da Universidade da Pensilvânia e seu conceito do demônio Maxwell, bem como sobre o teletransporte de portões quânticos, demonstrado pelos cientistas de Yale.
Mas mesmo que seja possível implementar mecanismos de correção de erros suficientemente eficazes para computadores quânticos, surge outra complicação. O poder de computação dos supercomputadores clássicos
não fica parado . Sistemas cada vez mais poderosos estão
sendo desenvolvidos , portanto, mesmo que o Google consiga superar as Plêiades, no futuro as máquinas clássicas poderão novamente superar as quânticas.
/ foto IBM Research CC BY-NDContribuição de outras empresas
Uma das empresas envolvidas na corrida quântica é a Intel. Das mais recentes
conquistas da empresa - um computador com 49 qubits. De acordo com o roteiro, nos próximos 5 a 7 anos, a gigante de TI planeja construir um sistema de 1000 qubit.
A empresa sugere que, com tantos qubits, os computadores quânticos são superiores aos computadores tradicionais. No entanto, há quem
acredite que isso exigirá uma máquina com pelo menos um milhão de qubits.
Outra empresa que atua nessa área é a startup Rigetti. Em outubro, seus representantes
anunciaram uma recompensa de um milhão de dólares para alguém que provaria a superioridade de um sistema de qubit em relação a um computador clássico.
Para estimular a pesquisa, a empresa
desenvolveu um serviço de nuvem para criar e executar algoritmos quânticos, acessíveis a todos. Os especialistas em Rigetti esperam que os experimentos com a nuvem e os quanta afetem positivamente o desenvolvimento de ambas as tecnologias.
PS Alguns artigos de nosso blog corporativo:
Materiais PPS do nosso canal Telegram sobre IaaS e não apenas: