Sycamore量子コンピュータを内蔵したGoogleの量子最高クライオスタット。
（画像：©Erik Lucero / Google）
ちょうど時代に入りました 量子至上主義、新しい研究が示唆している。
量子コンピュータは初めて、従来のコンピュータがすべての実用的な目的で解決できない問題を解決した、と研究者たちは今日（10月23日）に報告した。 ジャーナルネイチャー.
「古典的なスーパーコンピューターで10,000年かかる計算には、量子コンピューターでは200秒かかりました」と、研究の共同執筆者であるブルックスフォクセンは、マウンテンビューのGoogle AI Quantumとカリフォルニア大学サンタバーバラ校で物理学の大学院生を研究しています。 声明で述べた.
「現在1万年と推定されている従来のシミュレーション時間は、従来のハードウェアとアルゴリズムの改善によって短縮される可能性がありますが、現在のところ1兆5千億倍も高速であるため、この成果を主張するのは快適です」とFoxenは付け加えました。
量子コンピューターは、私たちのマクロの世界を支配するものとは非常に異なる規則に従って動作する亜原子粒子を使用して情報を格納します。たとえば、量子粒子は同時に2つの異なる状態の「重ね合わせ」で存在する可能性があり、粒子は光年によって分離されていてもまだ「もつれた、 "お互いのプロパティに影響を与えます。
この奇妙さは、信じられないほどの潜在的な力の鍵です 量子コンピューティング。重ね合わせ現象により、量子コンピュータは、0と1を使用してバイナリ方式で情報をエンコードする従来のコンピュータよりも、単位体積あたりの情報をはるかに多く格納および操作できます。 （ちなみに、量子コンピューティングシステムの情報の基本単位は、「量子ビット」の略であるキュービットとして知られています。）
新しい研究は私たちにその力の味を与えます。 Google AI QuantumのFrank Aruteが率いる研究チームは、Sycamoreと呼ばれる量子コンピューターを使用しました。
科学者たちはこれらの53キュビットを複雑な重ね合わせ状態に絡ませ、シカモアに乱数生成と同様のタスクを実行させました。次に、テネシー州オークリッジ国立研究所のサミットスーパーコンピューターで実行されたシミュレーションと結果を比較しました。
マサチューセッツ工科大学の物理学者であるウィリアムオリバー氏は、「サミットは現在、世界をリードするスーパーコンピュータであり、毎秒約2億億回の演算を実行できます」と書いています。 付随する「ニュースとビュー」作品 自然の同じ問題で。
「約4万台のプロセッサユニットで構成され、各ユニットには数十億のトランジスタ（電子スイッチ）が含まれ、2億5000万ギガバイトのストレージがあります。サミットのリソースの約99％が従来のサンプリングの実行に使用されました。新しい研究で。
Foxenが述べたように、Sycamoreは約3.5分で終了し、サミットの作業では、最も強力な従来のスーパーコンピューターでさえ、約10,000年間問題をかみ砕かなければならないことが示唆されました。
「世界最速のスーパーコンピューターでの今日の主要な古典的アルゴリズムに対する量子優位性のこの実証は、量子コンピューティングにとって本当に驚くべき成果であり、画期的な出来事です」とOliver氏は付け加えました。 「量子コンピューターは、古典的なコンピューターとは根本的に異なる計算モデルを表すことが実験的に示唆されています。また、異常に大きな計算空間（ここで使用される少なくとも253の状態を含む）での量子計算の制御可能性と実行可能性に関する批判に対抗します。 ）」
（しかし、新しい論文が実際に「至高」を報告していることに誰もが同意しているわけではありません。たとえば、IBMの研究者は、Sycamoreによって実行されたタスクは古典的なコンピュータの手の届く範囲にあると主張しています。「同じタスクの理想的なシミュレーションでは、 10月21日のブログ投稿で、3人のIBM科学者は、従来のシステムで2.5日で実行され、はるかに忠実に再現されたと述べています。「これは実際には控えめな最悪の場合の見積もりであり、さらに改良を加えることで、シミュレーションの従来のコストをさらに削減できます。」）
しかし、オリバー氏はまた、量子コンピューターが私たちの日常生活の重要な一部となるには、まだかなりの作業が必要であると強調しました。たとえば、研究者は近い将来に利用可能になるエラーが発生しやすい量子プロセッサと連携できる新しいアルゴリズムを開発する必要があると彼は書いた。また、このテクノロジーを長期にわたって商業的に実行可能にするためには、科学者は量子エラーを修正するための堅牢なプロトコルを考案する必要があります。
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編集者注：この記事は10月24日に更新され、新しい研究が量子至上主義を実証しているとは思わないIBMの科学者からの考えが含まれています。
エイリアンライフの検索に関するマイクウォールの本、そこに」（グランドセントラルパブリッシング、2018年、 カール・テイト）、現在出ています。 Twitterで彼をフォローする @michaeldwall。 Twitterでフォローします @Spacedotcom または フェイスブック.
