คอมพิวเตอร์ควอนตัมโฟโตนิกของมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเซี่ยงไฮ้ ได้แก้ปัญหาที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ "คลาสสิก" ที่ทรงพลังที่สุดจะคำนวณมาเป็นเวลา 2.5 พันล้านปี
ความสำเร็จนี้เรียกว่า "ความเหนือกว่าของควอนตัม" - การใช้ข้อดีของคอมพิวเตอร์ควอนตัมในปัญหา การแก้ปัญหาในระบบเซมิคอนดักเตอร์ทั่วไปจะใช้เวลาลำดับความสำคัญนานกว่า ผู้เชี่ยวชาญชาวจีนไม่ใช่คนแรกที่ประสบความสำเร็จ แต่แผนงานของพวกเขาแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงกับ Google ซึ่งเป็น "เจ้าของสถิติ" ในอดีต ผลการทดลองของนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีนที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science of the American Association for the Advancement of Science (AAAS)
คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สร้างขึ้นโดยผู้เชี่ยวชาญชาวจีนใช้รูปแบบออปติคัลซึ่งโฟตอนเดี่ยวเล่นบทบาทของ qubits (หน่วยข้อมูล) วิธีการนี้มีข้อดีอย่างมาก - อย่างน้อยก็ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ทำความเย็นขนาดใหญ่ ระบบออปติคัลยังสามารถทำงานที่อุณหภูมิห้องได้อีกด้วย ข้อเสีย: จำเป็นต้องมีความแม่นยำสูงสุดในการตั้งค่าองค์ประกอบทั้งหมด และสถาปัตยกรรมไม่เป็นสากลและถูกสร้างขึ้นสำหรับงานเฉพาะ นอกจากนี้ อัตราการสร้าง qubits ในรูปแบบโฟโตนิกยังต่ำกว่าแอนะล็อกอื่น ๆ (เช่น โซ่ตัวนำยิ่งยวด เช่น Google)
ในการทดลองที่อธิบายไว้ คอมพิวเตอร์ควอนตัมแก้ปัญหาการสุ่มตัวอย่างโบซอน ด้วยเหตุนี้จึงใช้โฟตอน 50 สถานะ (คำนึงถึงโพลาไรซ์และตำแหน่งในอวกาศ) เครื่องตรวจจับโฟตอนเดี่ยว 100 ตัวและเครื่องวัดระยะ 100 โหมด เพื่อยืนยันการสุ่มการกระจาย ผู้เชี่ยวชาญได้ทำการคำนวณเกี่ยวกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์จีนที่ทรงอิทธิพลที่สุด Sunway TaihuLight โดยธรรมชาติแล้วไม่ได้ทำการคำนวณที่สมบูรณ์ แต่เป็นการประมาณการ: ไม่มีผู้ทดลองฟรี 2.5 พันล้านปี ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ - การเช่าเวลาเมนเฟรมสำหรับการตรวจสอบข้อมูลต้องใช้เงิน 400,000 ดอลลาร์
สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมเพิ่งเริ่มก้าวแรกในทุกวันนี้ เทคโนโลยีสมัยใหม่ยังห่างไกลจากการแก้ปัญหาที่แท้จริงด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา ทั้งข้อความก่อนหน้าและความสำเร็จในปัจจุบันของผู้เชี่ยวชาญชาวจีนเป็นเพียงการสาธิตความเป็นไปได้เท่านั้น สำหรับการนำไปใช้นั้น อัลกอริธึมที่เข้าถึงได้มากที่สุดของอัลกอริธึมที่ "คำนวณไม่ได้" สำหรับซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกจะถูกเลือกเป็นพิเศษ
เกี่ยวกับ "ความเหนือกว่า" ของการผลิตผลงานของ Google - คอมพิวเตอร์ Sycamore - บทวิจารณ์ที่น่าสงสัยได้รับการเผยแพร่บนเว็บไซต์ของเราแล้ว โปรดจำไว้ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแก้ปัญหาการทดสอบได้ภายใน 200 วินาที และตามที่ผู้เขียนในการทดลองเดียวกันกล่าวว่าเมนเฟรมของ Summit จะต่อสู้เพื่อมันมาเป็นเวลา 100,000 ปี หลังจากแถลงการณ์ดังๆ บริษัทที่สร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์เครื่องนี้ IBM ได้ตรวจสอบการคำนวณ ปรากฎว่าในสภาพจริงโดยใช้ความสามารถทั้งหมดของเครื่องจักร สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเร็วขึ้นเล็กน้อย - ใน 2.5 วัน ช้าลง แต่ก็ยังไม่เพียงพอสำหรับ "ความเหนือกว่า"
อย่างไรก็ตาม ในวิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ควอนตัม ผลลัพธ์ดังกล่าวมีความสำคัญ น้อยกว่าครึ่งศตวรรษนับตั้งแต่วินาทีที่เครื่องคิดเลขดังกล่าวถูกเสนอในทางทฤษฎี อัลกอริธึมแรกสำหรับการคำนวณควอนตัมปรากฏขึ้นในปี 1990 เท่านั้น และเมื่อปลายทศวรรษ 2000 เมื่อไม่นานมานี้เอง ก็ได้ที่จะรักษา qubits หลายตัวให้อยู่ในสถานะเสถียรเพื่อให้สามารถคำนวณได้ ตามการประมาณการต่างๆ เพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถนำไปใช้ในทางปฏิบัติได้ จำเป็นต้องสร้างระบบอย่างน้อยหนึ่งพันคิวบิตอีกทั้งต้องมีกลไกในการแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
กล่าวอีกนัยหนึ่งถ้าเราเปรียบเทียบการคำนวณควอนตัมกับคอมพิวเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ "ธรรมดา" พวกเขายังไม่เติบโตแม้แต่กับเครื่องที่แตกต่างของ Babbage นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่หลายคนสงสัยว่าจะเป็นไปได้ไหมที่จะสร้างเครื่องคิดเลขดังกล่าวในทางปฏิบัติ อาร์กิวเมนต์หลักที่ต่อต้านความเป็นไปได้ของการใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมในการคำนวณจริงคือความยากลำบากที่เหลือเชื่อในการรักษา qubits ให้อยู่ในสภาพที่ไม่ถูกรบกวน นอกจากนี้ จำเป็นต้องสร้างกลไกการแก้ไขข้อผิดพลาดที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งอาจซับซ้อนกว่าตัวคอมพิวเตอร์เอง