ทำไมฉันถึงเรียกมันว่า ‘Quantum Supremacy’

ทำไมฉันถึงเรียกมันว่า ‘Quantum Supremacy’

jumbo jili

เอกสารล่าสุด จากห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ควอนตัมของ Google ประกาศว่าบริษัทประสบความสำเร็จสูงสุดด้านควอนตัม ทุกคนต่างก็พูดถึงมัน แต่มันหมายความว่าอย่างไร?
ในปี 2012 ฉันได้เสนอคำว่า “quantum supremacy” เพื่ออธิบายจุดที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำสิ่งต่าง ๆ ที่คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกทำไม่ได้ โดยไม่คำนึงว่างานเหล่านั้นจะมีประโยชน์หรือไม่ ด้วยคำศัพท์ใหม่นั้น ฉันต้องการเน้นว่านี่เป็นช่วงเวลาพิเศษในประวัติศาสตร์โลกของเรา เมื่อเทคโนโลยีสารสนเทศตามหลักการของฟิสิกส์ควอนตัมเป็นลัคนา

สล็อต

คำว่า “อำนาจสูงสุดของควอนตัม” – ถ้าไม่ใช่แนวคิด – พิสูจน์แล้วว่าขัดแย้งกันด้วยเหตุผลสองประการ หนึ่งคืออำนาจสูงสุดนั้น ผ่านการเชื่อมโยงกับอำนาจสูงสุดสีขาว ทำให้เกิดจุดยืนทางการเมืองที่น่ารังเกียจ อีกเหตุผลหนึ่งก็คือคำนี้ทำให้การรายงานสถานะของเทคโนโลยีควอนตัมนั้นรุนแรงเกินไป ฉันคาดหวังการคัดค้านครั้งที่สอง แต่ไม่สามารถคาดการณ์ข้อแรกได้ ในกรณีใด ๆ คำที่ติดอยู่และได้รับการยอมรับจากทีม Google AI Quantum ด้วยความกระตือรือร้น
ฉันพิจารณาแต่ปฏิเสธความเป็นไปได้อื่นๆ อีกหลายอย่าง โดยตัดสินใจว่าอำนาจสูงสุดของควอนตัมนั้นสามารถจับประเด็นที่ฉันต้องการจะสื่อได้ดีที่สุด ทางเลือกหนึ่งคือ “ข้อได้เปรียบของควอนตัม” ซึ่งปัจจุบันใช้กันอย่างแพร่หลายเช่นกัน แต่สำหรับฉัน “ความได้เปรียบ” ขาดการชกของ “อำนาจสูงสุด” ในการแข่งขัน ม้ามีความได้เปรียบหากชนะด้วยจมูก ในทางตรงกันข้าม ความเร็วของคอมพิวเตอร์ควอนตัมนั้นสูงกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปอย่างมาก สำหรับงานบางอย่าง อย่างน้อยก็เป็นความจริงในหลักการ
บทความล่าสุดของ Google แสดงให้เห็นถึงประเด็นนี้ พวกเขาใช้อุปกรณ์ที่มี 53 คิวบิต (ควอนตัมแอนะล็อกของบิตของคอมพิวเตอร์คลาสสิก) และพวกเขารายงานว่าใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีในการคำนวณควอนตัมซึ่งจะใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีในการประมวลผลซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในปัจจุบันหลายพันปี สมมติว่าเป็นความจริง นี่เป็นความสำเร็จที่โดดเด่นในฟิสิกส์ทดลองและเป็นข้อพิสูจน์ถึงความก้าวหน้าที่รวดเร็วในฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ควอนตัม ฉันขอแสดงความยินดีกับทุกคนที่เกี่ยวข้อง
สิ่งที่จับได้ตามที่ทีม Google รับทราบคือปัญหาที่เครื่องของพวกเขาแก้ไขด้วยความเร็วที่น่าประหลาดใจนั้นได้รับการคัดเลือกมาอย่างดีเพื่อจุดประสงค์ในการแสดงให้เห็นถึงความเหนือกว่าของคอมพิวเตอร์ควอนตัม มันไม่ใช่ปัญหาที่น่าสนใจในทางปฏิบัติมากนัก โดยสังเขป คอมพิวเตอร์ควอนตัมดำเนินการลำดับคำสั่งที่เลือกแบบสุ่ม จากนั้นจึงวัด qubit ทั้งหมดเพื่อสร้างสตริงบิตเอาต์พุต การคำนวณควอนตัมนี้มีโครงสร้างน้อยมาก ซึ่งทำให้ยากสำหรับคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกที่จะติดตาม แต่ยังหมายความว่าคำตอบนั้นไม่ได้ให้ข้อมูลมากนัก
อย่างไรก็ตาม การสาธิตยังคงมีนัยสำคัญ โดยตรวจสอบว่าเอาต์พุตของคอมพิวเตอร์ควอนตัมสอดคล้องกับเอาต์พุตของซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก (ในกรณีที่ใช้เวลาไม่ถึงพันปี) ทีมงานได้ตรวจสอบแล้วว่าพวกเขาเข้าใจอุปกรณ์ของตนและทำงานตามที่ควรจะเป็น ตอนนี้เราทราบแล้วว่าฮาร์ดแวร์ใช้งานได้ เราสามารถเริ่มค้นหาแอปพลิเคชันที่มีประโยชน์มากขึ้นได้
เหตุใดการตรวจสอบประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์จึงมีความสำคัญมาก เป็นเพราะการควบคุมคอมพิวเตอร์ควอนตัมอย่างแม่นยำนั้นเป็นเรื่องยาก ในแง่หนึ่ง การมองแค่ระบบควอนตัมก็รบกวนระบบอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ของหลักการความไม่แน่นอนที่มีชื่อเสียงของไฮเซนเบิร์ก ดังนั้น หากเราต้องการใช้ระบบดังกล่าวในการจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลได้อย่างน่าเชื่อถือ เราจำเป็นต้องแยกระบบนั้นออกจากโลกภายนอกเกือบทั้งหมด ในขณะเดียวกัน เราก็ต้องการให้ qubits มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน เพื่อให้เราสามารถประมวลผลข้อมูลได้ เรายังต้องควบคุมระบบจากภายนอกและสุดท้ายวัด qubits เพื่อเรียนรู้ผลลัพธ์ของการคำนวณของเรา ค่อนข้างท้าทายที่จะสร้างระบบควอนตัมที่ตอบสนองเดซิเดราตาเหล่านี้ทั้งหมด และต้องใช้เวลาหลายปีในการพัฒนาวัสดุ การประดิษฐ์
ความสำเร็จสูงสุดของควอนตัมที่ Google กล่าวหาว่าเป็นขั้นตอนสำคัญในการแสวงหาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้งานได้จริง ฉันคิดว่ามันจะเป็นประโยชน์ที่จะมีคำศัพท์สำหรับยุคที่ตอนนี้พระอาทิตย์ขึ้นดังนั้นฉันเพิ่งทำอย่างใดอย่างหนึ่งขึ้น : NISQ (คล้องจองกับความเสี่ยง) ย่อมาจาก “ควอนตัมระดับกลางที่มีเสียงดัง” ในที่นี้ “สเกลระดับกลาง” หมายถึงขนาดของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ขณะนี้พร้อมใช้งาน: อาจมีขนาดใหญ่พอที่จะทำงานเฉพาะทางขั้นสูงบางอย่างที่อยู่นอกเหนือซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน “Noisy” เน้นว่าเราควบคุม qubit ได้ไม่สมบูรณ์ ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดเล็กๆ น้อยๆ ที่สะสมอยู่ตลอดเวลา ถ้าเราพยายามคำนวณนานเกินไป เราก็ไม่น่าจะได้คำตอบที่ถูกต้อง
ทีมงาน Google ได้แสดงให้เห็นชัดเจนว่าขณะนี้มีความเป็นไปได้ที่จะสร้างเครื่องควอนตัมที่มีขนาดใหญ่เพียงพอและแม่นยำพอที่จะแก้ปัญหาที่เราไม่สามารถแก้ปัญหาได้ก่อนหน้านี้ ซึ่งเป็นการประกาศการเริ่มต้นของยุค NISQ
เราจะไปจากที่นี่ที่ไหน? โดยปกติ Google และผู้สร้างฮาร์ดแวร์รายอื่นๆ หวังว่าจะพบแอปพลิเคชันที่ใช้งานได้จริงสำหรับอุปกรณ์ควอนตัมของพวกเขา คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีขนาดใหญ่กว่ามากอาจช่วยนักวิจัยออกแบบวัสดุและสารประกอบทางเคมีใหม่ หรือสร้างเครื่องมือที่ดีกว่าสำหรับการเรียนรู้ของเครื่อง แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีเสียงดังซึ่งมีคิวบิตเพียงไม่กี่ร้อยตัวอาจไม่มีประโยชน์อะไร ถึงกระนั้น เรามีแนวคิดเกี่ยวกับวิธีการใช้คอมพิวเตอร์ NISQ ที่เราอยากลอง ซึ่งอาจให้วิธีการที่ดีกว่าสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพหรือการจำลองทางกายภาพที่แม่นยำยิ่งขึ้น แต่เราไม่แน่ใจว่าสิ่งเหล่านี้จะปรากฎออกมาหรือไม่ การเล่นด้วยเทคโนโลยี NISQ จะเป็นเรื่องสนุกเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่สามารถทำได้ ฉันคาดหวังว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะมีผลในการเปลี่ยนแปลงสังคม แต่สิ่งนี้อาจจะยังอยู่ห่างออกไปหลายสิบปี
ในบทความปี 2012 ที่นำเสนอคำว่า “อำนาจสูงสุดของควอนตัม” ฉันสงสัยว่า: “การควบคุมระบบควอนตัมขนาดใหญ่นั้นยากจริง ๆหรือยากอย่างน่าขันหรือไม่? ในกรณีก่อนหน้านี้ เราอาจประสบความสำเร็จในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่หลังจากทำงานหนักมาสองสามทศวรรษ ในกรณีหลังนี้ เราอาจจะไม่ประสบความสำเร็จมานานหลายศตวรรษ ถ้าเคย” ความสำเร็จล่าสุดโดยทีมงาน Google ได้ตอกย้ำความเชื่อมั่นของเราว่าการคำนวณควอนตัมนั้นยากจริงๆ หากเป็นเรื่องจริง เทคโนโลยีควอนตัมจำนวนมากมีแนวโน้มที่จะเบ่งบานในอีกหลายทศวรรษข้างหน้า
อย่างแรก โฟตอนจะถูกแยกโดยเครื่องแยกลำแสงออกเป็นสองทางที่เป็นไปได้ และมุ่งหน้าไปยังทั้งห้องทดลองของอลิซและของบ็อบ การจัดวางในลักษณะที่ว่าในสาขาของการซ้อนซึ่งนาฬิกาของอลิซเดินช้าลง โฟตอนจะไปถึงห้องทดลองของบ็อบก่อน เขาหมุนโพลาไรเซชันของมันและส่งโฟตอนไปให้อลิซ ซึ่งจากนั้นทำการหมุนของเธอเองและส่งโฟตอนไปยังบุคคลที่สามที่ชื่อชาร์ลีในห้องแล็บที่สามที่อยู่ห่างไกลออกไป ในอีกสาขาหนึ่งของการซ้อนทับ โฟตอนไปถึงอลิซก่อนและจากเธอไปหาบ็อบถึงชาร์ลี เช่นเดียวกับในตัวอย่างของสวิตช์ควอนตัม “สวิตช์ควอนตัมความโน้มถ่วง” นี้จะสร้างการทับซ้อนของ A จากนั้น B และ B จากนั้น A
ชาร์ลีนำโฟตอนทั้งสองเส้นทางกลับมารวมกันและวัดโพลาไรเซชันของมัน อลิซ บ็อบ และชาร์ลีทำการทดลองซ้ำแล้วซ้ำเล่า พวกเขาพบว่าการหมุนและผลการวัดมีความสัมพันธ์ทางสถิติว่าการหมุนต้องเกิดขึ้นในลำดับสาเหตุที่ไม่แน่นอน
ในการวิเคราะห์ความไม่แน่นอนเชิงสาเหตุในสถานการณ์เช่นนี้ นักวิจัยของเวียนนาได้พัฒนาวิธีการเข้ารหัสความน่าจะเป็นสำหรับการสังเกตผลลัพธ์ที่แตกต่างกันในสถานที่ต่างๆ โดยไม่ต้องอ้างอิงถึงเวลาในเบื้องหลังที่ตายตัว เช่นเดียวกับในแนวทางของสาเหตุคอซาลอยด์ของฮาร์ดี ” กระบวนการของเมทริกซ์ฟอร์มาลิซึม ” ของพวกเขาสามารถจัดการกับความน่าจะเป็นที่มีอิทธิพลต่อกันและกันไม่ว่าทิศทางใดทิศทางหนึ่งหรือทั้งสองอย่างพร้อมกัน Brukner กล่าวว่า “คุณสามารถกำหนดเงื่อนไขได้อย่างดีภายใต้การรักษาความน่าจะเป็นเหล่านี้ แต่ไม่คิดว่าความน่าจะเป็นจะเกิดขึ้นก่อนหรือหลัง”

สล็อตออนไลน์

ในขณะเดียวกัน Hardy บรรลุเป้าหมายในการกำหนดทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปในเฟรมเวิร์กของ causaloidในปี 2016 โดยพื้นฐานแล้ว เขาพบวิธีการจัดเรียงกองไพ่ที่แปลกใหม่กว่า เขาแสดงให้เห็นว่าคุณสามารถแมปการวัดใด ๆ ที่คุณทำบนพื้นที่นามธรรมโดยปราศจากสมมติฐานเชิงสาเหตุ ตัวอย่างเช่น คุณอาจตรวจสอบพื้นที่เล็กๆ ของจักรวาลและวัดทุกอย่างที่คุณสามารถทำได้ เช่น ความหนาแน่นของออกซิเจน ปริมาณพลังงานมืด และอื่นๆ จากนั้นคุณสามารถพล็อตการวัดของโปรแกรมแก้ไขนี้เป็นจุดเดียวในพื้นที่มิติสูงที่เป็นนามธรรม ซึ่งมีแกนที่แตกต่างกันสำหรับปริมาณที่วัดได้แต่ละรายการ ทำซ้ำสำหรับช่องว่างของเวลาได้มากเท่าที่คุณต้องการ
หลังจากที่คุณได้แมปเนื้อหาของกาล-อวกาศในพื้นที่อื่นแล้ว รูปแบบและพื้นผิวต่างๆ ก็เริ่มปรากฏขึ้น โครงเรื่องยังคงรักษาความสัมพันธ์ทั้งหมดที่มีอยู่ในกาลอวกาศ แต่ตอนนี้ไม่มีความรู้สึกเบื้องหลังหรือสาเหตุและผลกระทบ จากนั้นคุณสามารถใช้กรอบงาน causaloid เพื่อสร้างนิพจน์สำหรับความน่าจะเป็นที่เกี่ยวข้องกับขอบเขตที่ใหญ่ขึ้นและใหญ่ขึ้นของพล็อต
กรอบการทำงานร่วมนี้สำหรับทั้งกลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอาจเป็นภาษาสำหรับแรงโน้มถ่วงควอนตัม และฮาร์ดี้กำลังยุ่งอยู่กับการพิจารณาขั้นตอนต่อไป
มีแนวคิดหนึ่งที่ทั้งเขาและนักทฤษฎีเวียนนาเพิ่งระบุว่าเป็นสะพานเชื่อมที่มีศักยภาพสู่อนาคต ฟิสิกส์หลังสาเหตุ: ” หลักการสมมูลควอนตัม ” ที่คล้ายคลึงกับหลักการสมมูลซึ่งเมื่อหนึ่งศตวรรษก่อนได้แสดงให้ไอน์สไตน์เห็นถึงหนทางสู่สัมพัทธภาพทั่วไป วิธีหนึ่งในการระบุหลักการสมมูลของไอน์สไตน์คือแม้ว่ากาลอวกาศสามารถยืดและโค้งงอได้ แต่รอยหยักในท้องถิ่น (เช่นด้านในของลิฟต์ที่ตกลงมา) ดูเรียบและคลาสสิกและฟิสิกส์ของนิวตันก็นำมาใช้ Hardy กล่าวว่า “หลักการสมมูลช่วยให้คุณค้นหาฟิสิกส์เก่าในฟิสิกส์ใหม่ได้ “นั่นทำให้ไอน์สไตน์เพียงพอ”
นี่คือหลักการที่คล้ายคลึงกัน: แรงโน้มถ่วงควอนตัมช่วยให้เมตริกกาล-อวกาศสามารถโค้งงอได้หลายแบบพร้อมกัน ซึ่งหมายความว่าเหตุการณ์ใดๆ จะมีโคนแสงที่ไม่ตรงกันหลายอัน กล่าวโดยย่อ เวรกรรมไม่มีกำหนด
แต่ฮาร์ดีตั้งข้อสังเกตว่า หากคุณดูเมตริกกาล-อวกาศที่ต่างกัน คุณจะหาวิธีระบุจุดเพื่อให้กรวยแสงตรงกัน อย่างน้อยก็ในพื้นที่ เช่นเดียวกับกาลอวกาศที่มองนิวตันในลิฟต์ของไอน์สไตน์ จุดเหล่านี้จะกำหนดกรอบอ้างอิงที่ซึ่งเวรกรรมดูแน่นอน “จุดที่อยู่ในอนาคตของกรวยไฟอันหนึ่งก็อยู่ในอนาคตของอีกอันหนึ่งด้วย ดังนั้นโครงสร้างเชิงสาเหตุในท้องถิ่นของพวกมันจึงตกลงกัน”
หลักการเทียบเท่าควอนตัมของ Hardy ยืนยันว่าจะมีจุดดังกล่าวอยู่เสมอ “มันเป็นวิธีจัดการกับความดุร้ายของโครงสร้างเชิงสาเหตุที่ไม่แน่นอน” เขากล่าว
ไอน์สไตน์ได้ใช้หลักการสมมูลของเขาในปี ค.ศ. 1907 และใช้เวลาจนถึงปี ค.ศ. 1915 เพื่อหาทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป Hardy หวังที่จะสร้างเส้นทางที่คล้ายกันในการไล่ตามแรงโน้มถ่วงควอนตัม แม้ว่าเขาจะตั้งข้อสังเกตว่า “ฉันไม่ฉลาดเท่าไอน์สไตน์หรืออายุน้อย”
Brukner, Flaminia Giacomini และคนอื่นๆ กำลังไล่ตามแนวคิดที่คล้ายกันเกี่ยวกับกรอบอ้างอิงควอนตัมและหลักการเทียบเท่า
ยังไม่ชัดเจนว่าแนวทางการปฏิบัติงานของนักวิจัยเหล่านี้เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงควอนตัมตัดกับความพยายามเช่นทฤษฎีสตริงและแรงโน้มถ่วงควอนตัมลูปซึ่งมีจุดมุ่งหมายโดยตรงมากขึ้นในการหาแรงโน้มถ่วงเป็นหน่วยที่ไม่ต่อเนื่อง (“สตริง” หรือ “ลูป” ขนาดเล็กที่มองไม่เห็นในทั้งสองกรณี) Brukner ตั้งข้อสังเกตว่าแนวทางหลังเหล่านี้ “ไม่มีนัยยะในการดำเนินงานในทันที” เช่นเดียวกับ Hardy เขาชอบที่จะ “พยายามชี้แจงแนวคิดที่เกี่ยวข้องและพยายามเชื่อมโยงสิ่งเหล่านี้กับสิ่งที่เราสามารถสังเกตได้ตามหลักการ”
แต่ท้ายที่สุดแล้ว แรงโน้มถ่วงควอนตัมต้องมีความเฉพาะเจาะจง ไม่ใช่เพียงการตอบคำถามว่า “เราสังเกตอะไรได้บ้าง” แต่ยัง “มีอะไรอยู่?” นั่นคือ อะไรเป็นหน่วยสร้างควอนตัมของแรงโน้มถ่วง อวกาศ และเวลา?

jumboslot

จากข้อมูลของ Zych การวิจัยเกี่ยวกับโครงสร้างเชิงสาเหตุที่ไม่แน่นอนช่วยในการค้นหาทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบเต็มในสองวิธี: โดยให้กรอบทางคณิตศาสตร์ และโดยแจ้งการพัฒนาของทฤษฎีเฉพาะ เนื่องจากการให้เหตุผลควรอยู่ในแนวทางใดๆ ก็ตาม การหาปริมาณของแรงโน้มถ่วง เธอกล่าวว่า “เรากำลังสร้างสัญชาตญาณเกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับคุณลักษณะของควอนตัมของลำดับเวลาและเชิงสาเหตุ ซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจประเด็นเหล่านี้ภายในทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมที่สมบูรณ์”
ปัจจุบัน Hardy กำลังเข้าร่วมในความร่วมมือด้านการวิจัยขนาดใหญ่ที่เรียกว่า QISS ซึ่งมุ่งเป้าไปที่ชุมชนนักวิจัยแบบผสมข้ามพันธุ์ของนักวิจัยเช่นเขา โดยมีภูมิหลังในรากฐานของควอนตัมและข้อมูลควอนตัม ร่วมกับชุมชนอื่นๆ ของนักวิจัยแรงโน้มถ่วงควอนตัม Carlo Rovelli นักทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมวงที่รู้จักกันดีที่มหาวิทยาลัย Aix-Marseille ในฝรั่งเศสซึ่งเป็นผู้นำของ QISS เรียกว่า Hardy “นักคิดที่แม่นยำ” ซึ่งเข้าถึงประเด็น “จากมุมมองที่แตกต่างกันและด้วยภาษาอื่น” ซึ่ง Rovelli พบว่ามีประโยชน์
Hardy คิดว่าเฟรมเวิร์กแบบคอซาลอยด์ของเขาอาจเข้ากันได้กับลูปหรือสตริง ซึ่งอาจแนะนำวิธีกำหนดทฤษฎีเหล่านั้นในลักษณะที่ไม่นึกภาพวัตถุที่วิวัฒนาการตามเวลาในพื้นหลังคงที่ “เรากำลังพยายามหาเส้นทางต่างๆ ในการขึ้นเขา” เขากล่าว เขาสงสัยว่าเส้นทางที่แน่นอนที่สุดสู่แรงโน้มถ่วงควอนตัมคือเส้นทางที่ “มีหัวใจของแนวคิดเรื่องโครงสร้างเชิงสาเหตุที่ไม่แน่นอน”
ทีมของ Google ได้พิจารณาสุ่มตัวอย่างจากวงจร IQP แต่เมื่อมองอย่างใกล้ชิดโดย Bremner และผู้ทำงานร่วมกันของเขาแนะนำว่าวงจรน่าจะต้องการการแก้ไขข้อผิดพลาด – ซึ่งจะต้องมีเกตพิเศษและอย่างน้อยสองร้อย qubits พิเศษ – เพื่อที่จะเอ็นร้อยหวายอัลกอริธึมคลาสสิกที่ดีที่สุดอย่างชัดเจน ดังนั้น ทีมงานจึงใช้ข้อโต้แย้งที่คล้ายกับของ Aaronson และ Bremner เพื่อแสดงให้เห็นว่าวงจรที่สร้างจากประตูที่ไม่ต้องเดินทาง แม้ว่าจะสร้างและวิเคราะห์ได้ยากกว่าวงจร IQP แต่ก็ยากกว่าสำหรับอุปกรณ์แบบคลาสสิกที่จะจำลอง เพื่อให้การคำนวณแบบคลาสสิกมีความท้าทายมากยิ่งขึ้น ทีมงานได้เสนอการสุ่มตัวอย่างจากวงจรที่สุ่มเลือก ด้วยวิธีนี้ คู่แข่งแบบดั้งเดิมจะไม่สามารถใช้ประโยชน์จากคุณลักษณะที่คุ้นเคยของโครงสร้างของวงจรเพื่อคาดเดาพฤติกรรมของวงจรได้ดีขึ้น
แต่ไม่มีอะไรที่จะหยุดยั้งอัลกอริธึมแบบคลาสสิกไม่ให้มีไหวพริบมากขึ้น ในความเป็นจริง ในเดือนตุลาคม 2017 ทีมงานของ IBM ได้แสดงให้เห็นว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์สามารถจำลองการสุ่มตัวอย่างจากวงจรสุ่มได้มากถึง 56 qubits ได้อย่างไรด้วยความเฉลียวฉลาดแบบคลาสสิก ด้วยความเฉลียวฉลาดแบบคลาสสิก ). ในทำนองเดียวกันอัลกอริธึมที่มีความสามารถมากกว่าเพิ่งขยับขีดจำกัดคลาสสิกของการสุ่มตัวอย่างโบซอน ไปอยู่ที่ประมาณ 50 โฟตอน
อย่างไรก็ตาม การอัปเกรดเหล่านี้ยังคงไม่มีประสิทธิภาพอย่างน่ากลัว ตัวอย่างเช่น การจำลองของ IBM ใช้เวลาสองวันในการทำสิ่งที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมคาดว่าจะทำในเวลาน้อยกว่าหนึ่งในสิบของมิลลิวินาที เพิ่ม qubits อีกสองสาม – หรือความลึกอีกเล็กน้อย – และคู่แข่งควอนตัมสามารถหลุดเข้าไปในดินแดนสูงสุดได้อย่างอิสระ “โดยทั่วไป เมื่อพูดถึงการจำลองระบบที่พัวพันกันสูง ไม่มีความก้าวหน้า [แบบคลาสสิก] ที่เปลี่ยนแปลงเกมอย่างแท้จริง” Preskill กล่าว “เราแค่แทะที่เขตแดนมากกว่าที่จะระเบิดมัน”

slot

ไม่ได้หมายความว่าจะมีชัยชนะที่ชัดเจน “ที่ชายแดนคือสิ่งที่ผู้คนจะถกเถียงกันต่อไป” เบรมเนอร์กล่าว ลองนึกภาพสถานการณ์นี้: นักวิจัยสุ่มตัวอย่างจากวงจร 50-qubit ที่มีความลึก – หรืออาจใหญ่กว่าเล็กน้อยที่มีความลึกน้อยกว่า – และอ้างสิทธิ์สูงสุด แต่วงจรค่อนข้างดัง — คิวบิตทำงานผิดปกติ หรือประตูทำงานได้ไม่ดีนัก ดังนั้นนักทฤษฎีคลาสสิกของแครกเกอร์แจ็คบางคนจึงโฉบเข้ามาและจำลองวงจรควอนตัมโดยไม่ต้องเหนื่อยเพราะ “ด้วยเสียงสิ่งที่คุณคิดว่ายากกลายเป็นไม่ยากจากมุมมองคลาสสิก” Bremner อธิบาย “ก็น่าจะเป็นเช่นนั้น”

This entry was posted in Slot and tagged , , . Bookmark the permalink.