China baut die schnellsten programmierbaren Quantencomputer der Welt, die „klassische“ Computer übertreffen

Chinesische Wissenschaftler behaupten, die schnellsten programmierbaren Quantencomputer der Welt gebaut zu haben, was die derzeit undurchführbaren Probleme „klassischer“ Nicht-Quantencomputer zu lösen scheint.

Eines der Quantencomputersysteme – Zuchongzhi 2.1 – ist millionenfach leistungsfähiger als sein engster Konkurrent Google Sycamore, sagten Forscher um Pan Jianwei von der University of Science and Technology of China (USTC).

Ihr programmierbarer supraleitender Quantencomputer, benannt nach einem Mathematiker aus dem 5. Jahrhundert, ist 10 Millionen Mal schneller als der schnellste Supercomputer der Welt. Wissenschaftler sagten.

Außerdem stellten Physiker in einer anderen in der Zeitschrift veröffentlichten Studie fest Physische Überprüfungsschreiben am Montag.

In herkömmlichen Computern ist die Grundeinheit der Information ein Bit, und Daten werden hauptsächlich in den Binärcodes 1 und 0 gespeichert. Quantencomputer hingegen machen sich die besonderen Eigenschaften der kleinsten Teilchen des Universums zunutze, die in mehrere Zustände – wie Nullen und Einsen gleichzeitig oder irgendwo dazwischen.

Die Wissenschaftler sagten, dass die Flexibilität von Quantenteilchen die Bildung von Quanten-Qubits oder Qubits ermöglicht, mit denen viele verschiedene Berechnungen gleichzeitig durchgeführt werden können.

Obwohl es viele Ansätze für Quantencomputing gibt, hat das chinesische Team zwei verschiedene Systeme gebaut – eines ist ein lichtbasierter optischer Quantencomputer und das andere ist ein supraleitender Quantencomputer, der bei sehr niedrigen Temperaturen gehalten werden muss, um effizient zu arbeiten.

In optischen Quantencomputern werden die Energieeinheiten von Licht, Photonen, Spiegeln, Strahlteilern und Phasenschiebern manipuliert, während bei letzteren der Zustand der Qubits mit einem elektromagnetischen Feld manipuliert wird.

Diese Manipulationen führen Operationen an den Photonen durch, die dem Addieren von Einsen und Nullen in herkömmlichen Computern ähnlich sind, und helfen Einzelphotonendetektoren, die Veränderungen auszulesen, die die Photonen durchgemacht haben.

Das gemeinsame Thema in beiden Arten von Quantencomputern ist, dass sie mehrere Quantenzustände als Eingabe akzeptieren, sie durch einen Schaltkreis wandern lassen und mehrere Quantenzustände als Ausgabe bereitstellen.

In optischen Quantencomputern, so die Wissenschaftler, kommen beispielsweise einzelne Photonen als Eingänge parallel zu einem optischen Schaltkreis an, in dem Komponenten wie ein Paketsplitter bewirken, dass Photonen interferieren, wodurch sich ihr Zustand ändert und mehrere Ausgangsports verlassen.

In den Experimenten berechneten die Wissenschaftler mit zwei Quantencomputern die Wahrscheinlichkeit, dass eine gegebene Eingangskonfiguration zu einer bestimmten Ausgangskonfiguration führt.

Da diese Schaltungen Dutzende von Ein- und Ausgängen haben, sind solche probabilistischen Berechnungen, sagen Wissenschaftler, für klassische Computer nutzlos.

Aber sowohl bei optischen als auch bei supraleitenden Quantencomputern sagt man, dass die Quantennatur dieser Systeme dazu beiträgt, die Anzahl paralleler Berechnungen zu erhöhen, die solche probabilistischen Berechnungen ermöglichen.

Obwohl diese Geräte klassische Computer nicht vollständig ersetzen sollen, können sie für kurze Zeit spezifische komplexe Berechnungen durchführen.

Pan und sein Team haben dies für ihre 10. Kur demonstriert⁴³ Mögliche Ergebnisse, optischer Quantencomputer Probe kann genommen werden Ausgang 10²⁴ MAL SCHNELLER ALS KLASSISCHER SUPER COMPUTER – Upgrade vom Dezember-Team-Score von 10¹⁴ Schnellere Prozesszeiten.

Die Wissenschaftler behaupten auch, dass die Berechnung der Abtastung mit einem supraleitenden Quantencomputer auf einem herkömmlichen Computer etwa 1000-mal schwierig ist.

„Wir schätzen, dass die Probenahmeaufgabe, die Zuchongzhi in etwa 1,2 Stunden abgeschlossen hat [hours] Der leistungsstärkste Supercomputer wird mindestens 8 Jahre brauchen [years]Wissenschaftler schrieben in der Studie.

Barry Sanders, Direktor des Institute for Quantum Science and Technology an der University of Calgary in Kanada, der nichts mit der Studie zu tun hat, sagte in einer Erklärung Zugehöriger Kommentar Dass die beiden experimentellen Quantencomputer „die bisher komplexesten Probleme angehen“.

„Dies deutet darauf hin, dass unsere Forschung in die zweite Phase eingetreten ist, um mit der Realisierung von fehlertolerantem Quantencomputing und kurzfristigen Anwendungen wie Quantenmaschinenlernen und Quantenchemie zu beginnen“, sagte der Mitautor der Studie, Zhu Xiaobo, gegenüber chinesischen Staatsmedien.