/写真： JD Hancock CC BY
量子優越性について一言
量子優位性とは、量子コンピューターが古典的なシステムよりもはるかに高速にいくつかの計算問題を解くことを学習する条件付きの瞬間です。 このようなタスクには、たとえば、SHA-256キー列挙が含まれます。
今年10月の量子優位性の理論的可能性は、IBM ResearchのSergey Bravy、Waterloo大学のDavid Gosset、Munich InstituteのRobertKönigによって証明されました。 彼らは自分の研究をScience誌に発表しました。そこでは、特定の条件下で量子マシンが古典的なコンピューティングシステムを追い抜くことができることを示しました。
量子優位性の理論的可能性は証明されていますが、実際にはこれはまだ行われていません。 来年、Googleはこの「誤解」を修正する予定です。
Google実験の本質
量子優位性の仮説を証明するために、GoogleとNASAは、Googleの新しい72キュービットチップ（コードネームBristlecone）とPleiadesスーパーコンピューターの機能を比較します。
古典的なシステムは、量子回路の動作を効果的にシミュレートし、量子マシンのプロトタイプよりも性能が優れています。 Googleの量子チップとNASAのスーパーコンピューターが一連のテスト計算を実行します。 BristleconeチップがPleiadesを超えることに成功した場合、組織は量子優位性を主張することができます。
/写真NASA PD
これらの2台のマシンを同じ部屋に配置することはできないため、実験はGoogle Cloud APIプラットフォームで実施されます。 同時に、Bristleconeが機能するためには、いくつかの条件を守る必要があります。たとえば、周囲温度が絶対ゼロに近い必要があります。
最初のテスト結果は2019年7月に発表されます。 Googleの担当者は、Bristleconeが量子の優位性を達成できると確信しています。 ITの巨人は 、外部環境によって破壊されるキュービットの「脆弱性」を考慮に入れた効率的な計算アルゴリズムとエラー修正メカニズムに期待をかけています 。
Googleの実験が失敗する理由
5月、アリババの科学者は、量子コンピューターのエラー数がゼロの場合にのみ量子の優越性について話すことができるという研究（ PDF ）を発表しました。 マシンのカウントが速くなっても、正しい結果がなければ意味がありません。 そして、これらのエラーは、量子状態の破壊によりキュービットにデータを書き込む（および読み取る）ときに必ず発生します。 量子ビットが多いほど、互いの作業に干渉し始める可能性が高くなります。
これまでのところ、誰もゼロに達することに成功していません。 同じBristleconeエラー率は0.6％です。 また、Googleはこれで十分であると確信していますが、実際には、すべてが異なる結果になる可能性があります。
量子コンピューターで効果的なエラー訂正メカニズムを作成するのに役立ついくつかのプロジェクトが世界で開発されていることに注意する必要があります。 たとえば、チューリッヒのスイス高等技術学校のセバスチャンクリンナーは、いくつかの「単純な」量子ビットを1つの論理量子ビットに組み合わせて、その数を減らすことを提案しました。 しかし、この技術を実際に実装するには、長年の開発が必要です。
他の人は、エントロピーを減らし、いくつかの量子システムを1つの大きなシステムに結合することで問題を解決しようとしています。 たとえば、私たちはブログでペンシルベニア大学の研究者と彼らの悪魔マクスウェルの概念、およびイェールの科学者によって実証された量子ゲートのテレポーテーションについて話しました。
しかし、量子コンピューターに十分に効果的なエラー訂正メカニズムを実装することが可能であったとしても、別の複雑さが生じます。 古典的なスーパーコンピューターの計算能力は、止まったままではありません 。 ますます強力なシステムが開発されているので、グーグルがプレアデスを凌succeedすることに成功したとしても、将来的には古典的なマシンが再び量子システムを上回ることができます。
/写真IBM Research CC BY-ND
他社の貢献
量子競争に関与している企業の1つはIntelです。 会社の最新の成果 -49キュビットのコンピューター。 ロードマップによると、今後5〜7年で、ITの巨人は1000キュビットのシステムを構築する予定です。
同社は、非常に多くのキュービットがあるため、量子コンピューターは従来のコンピューターよりも優れていると示唆しています。 ただし、これには少なくとも100万キュービットのマシンが必要になると考える人がいます。
この分野で働いている別の会社はRigettiのスタートアップです。 10月に、その代表者は 、古典的なコンピューターに対するキュービットシステムの優位性を証明した人に100万ドルの報酬を発表しました。
研究を促進するため、同社は量子アルゴリズムを作成および実行するためのクラウドサービスを開発し、誰でもアクセスできるようにしました。 リゲッティの専門家は、クラウドとクォンタムを使用した実験が両方のテクノロジーの開発にプラスの影響を与えることを期待しています。
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