Ученые впервые устроили "гонку" квантовых компьютеров
Американские физики, создавшие один из самых продвинутых квантовых компьютера в прошлом году, провели первый сравнительный тест между двумя такими устройствами и опубликовали результаты в электронной библиотеке arXiv.org "Несмотря на то, что обе наши системы работают совершенно по-разному на квантовом уровне, обе из них можно программировать одинаковым образом, не учитывая различия в "железе". Это позволило нам впервые сравнить работу одних и тех же квантовых алгоритмов на физически разных компьютерах. Конечно, это очень примитивные компьютеры, не способные соперничать с их обычными "кузенами", но наш эксперимент указал на то, что важно учитывать при проектировке больших квантовых вычислителей", — пишут Кристофер Монро (Christopher Monroe) из университета штата Мэриленд (США) и его коллеги. Квантовый компьютер Монро представляет собой набор из пяти связанных друг с другом кубитов на базе ионов иттербия, одного из самых популярных и хорошо изученных материалов для изготовления ячеек памяти и простейших вычислительных модулей подобных устройств. Главным отличием компьютера Монро от всех остальных квантовых вычислителей является то, что его можно перепрограммировать прямо во время работы, не трогая сами его элементы. Монро и его коллеги добились этого, объединив кубиты в своеобразную "пентаграмму" и научившись управлять их состоянием и связями между ними при помощи лазеров и магнитных полей. Второй компьютер, разработанный в компании IBM, работает по иным принципам, используя пять сверхпроводящих кубитов, собранных в "крест", и микроволновую систему управления их состояниями. Контроль над ним можно осуществлять еще проще – используя интерфейс, который инженеры "голубого гиганта" сделали доступным для любых пользователей глобальной сети. Монро воспользовался подобной щедростью IBM для того, чтобы впервые напрямую сравнить то, насколько быстро и точно работают и его квантовый компьютер, и разработка американской компании. Для проверки их работоспособности и скорости работы Монро разработал первый набор "квантовых бенчмарков" – простых алгоритмов, позволяющих оценить и точность, и скорость работы этих компьютеров. К примеру, ученые создали на этих квантовых компьютерах универсальные логические вентили, способные исполнять все логические операции, а также несколько базовых алгоритмов по просчету свойств материи и разложения чисел на множители. Как оказалось, у каждого компьютера были свои плюсы – вычислитель Монро в некоторых случаях давал правильный результат примерно в два раза чаще, чем разработка IBM, однако квантовая система американской компании могла решать задачи примерно в тысячу раз быстрее, чем компьютер ученых из университета Мэриленда. По мнению Монро, точность работы компьютера все же важнее, чем его скорость, так как уровень помех при их взаимодействии друг с другом будет расти все быстрее и быстрее при увеличении числа кубитов в компьютере. Поэтому, как считает американский ученый, нужно добиваться почти 100% точности работы кубитов и только потом приступать к созданию крупных комбинаций из таких квантовых ячеек памяти. С этим мнением, как передает новостная служба журнала Science, согласна и IBM – ее инженеры уже обновили компьютер и повысили число связей между кубитами, что должно, по словам ее инженеров, повысить точность его работы. Дальнейшее повышение надежности работы, как считают и те и другие ученые, позволит создавать "большие" квантовые компьютеры, пригодные для решения практически значимых задач.
