*更新、10 月 23 日午前 5 時 40 分: 量子超越性を主張する Google の研究は、先月オンラインで誤ってリークされましたが、 自然。 Google グループは、同社の 53 キュービット コンピューターが 200 秒で実行したという主張を繰り返します。Summit では 10,000 年かかる難解なタスクを実行しました。Summit は、IBM がエネルギー省のために構築したスーパーコンピューターであり、現在は世界で使用されています。 最速です。しかし、IBM はすでに Google の意見に反論しているようです 主張。 10 月 21 日に、Summit のタスクへのアプローチ方法を微調整することで、2.5 日というはるかに高速に実行できると発表しました。 IBM は、量子超越性のしきい値を示しています —従来のコンピューターではできないことを行う —したがって、まだ満たされていません。レースは続く。 9 月 23 日の記事はこちら:
量子コンピューティングの時代は、派手な記者会見ではなく、インターネット リークで始まったのかもしれません。おそらく誤ってラボ サイトに簡単に投稿された論文によると、Google の物理学者は量子コンピューターを使用して、世界最高の従来のスーパーコンピューターを圧倒する計算を実行しました。特定の計算には既知の用途はありませんが、その結果は、科学者が「量子超越性」として知られるマイルストーンを通過したことを意味します。
独自の量子コンピューターを開発しているカリフォルニア州バークレーとフリーモントにある Rigetti Computing の創設者兼 CEO で物理学者の Chad Rigetti 氏は、次のように述べています。 「グーグルは彼らの狙いを定めた」と彼は付け加え、同社が数年前に量子超越性を実証する方法を正確に詳述したことを指摘した.カリフォルニア大学デービス校の数学者 Greg Kuperberg は、この進歩を「量子コンピューターを作ることは不可能であるというもっともらしい議論を蹴散らすための大きな一歩」と呼んでいます。
Financial Timesによると 、この話を破り、この論文は先週、カリフォルニア州モフェット フィールドにある NASA のエイムズ研究センターのウェブサイトに掲載されました。そこにいる研究者の中には論文の著者もいます。読者は原稿が消える前にダウンロードし、オンラインで出回っています。カリフォルニア州サンタバーバラで Google の量子コンピューティングの取り組みを率いる物理学者のジョン マルティニスは、この論文についてコメントすることを拒否しましたが、この分野の他の人々はそれが正当であると考えています。
量子コンピューターは、量子力学の奇妙な側面を利用して、従来のコンピューターを圧倒する種類の計算を実行することを目指しています。古典的なコンピューターは、0 または 1 として設定できる情報の「ビット」に依存しますが、量子コンピューターは、0、1、または量子力学のおかげで、0 と 1 の任意の組み合わせに設定できる量子ビットを使用します。同時。これにより、量子コンピューターは多数の入力を同時に処理できます。たとえば、10 キュービットの量子コンピューターは、一度に 1 つずつ分析するのではなく、2 つまたは 1024 の可能な入力を一度に処理できます。
しかし、そのようなコンピューターの真の力は、他の量子現象に由来します。特定の計算問題では、すべての潜在的な解決策は、キュービット間で同時にスロッシングする量子波と考えることができます。物事を正しく設定すると、それらの波が互いに干渉するため、間違った答えが互いに打ち消し合い、正しい答えが飛び出します.このような干渉により、本格的な量子コンピューターは、現在のインターネット暗号化スキームの根底にある膨大な数を因数分解することでハッキングできるはずです。
その偉業には数千の量子ビットが必要になるため、Martinis と同僚は、わずか数十の量子ビットを備えた量子コンピューターが従来のライバルを凌駕できる問題を考え出しました。彼らのデバイスの 53 キュービットは、超伝導金属の小さな回路で構成されており、ゼロを表す低エネルギー状態、1 を表す高エネルギー状態、または両方を同時に表すことができます。 -way状態は、いずれかの方法で崩壊します。次に、研究者は一連の固定されたランダムな操作を通じて、量子ビットのペアをさまざまな方法で相互作用させました。
グループとして取得すると、キュービットはゼロから 2 までの任意の数値を出力します。操作によって引き起こされる量子干渉のおかげで、一部の数値は他の数値よりも頻繁に表示されるはずです。そして、量子ビットの数が増えると、出力の不均一な分布を計算することは、通常のコンピューターでは圧倒的に困難になります。そのため、実験者が出力された数値の明らかな不均等なパターンを確認した場合、彼らの量子デバイスが従来のコンピューターでは計算できないことを計算したという証拠があります。
他の量子コンピューティングの取り組みと同様に、鍵となるのは、プロセス全体で量子ビットの繊細な量子状態を維持することでした。それらが曖昧になると、すべての出力が等しく発生する可能性が高くなります。しかし、Google のチームは、生成された数字に明らかなパターンを確認できたと報告しています。パターンが単なるノイズではないことを証明するために、研究者は小規模な試行と量子ビットのサブグループの結果をスーパーコンピューター シミュレーションと比較しました。ただし、問題の最大のインスタンスについては、それを行うことができませんでした。量子コンピューターが 3 分強でできることを、スーパーコンピューターが再現するには 10,000 年かかると彼らは見積もっています。
一部の研究者は、このデモは計算ではなく、シミュレートするのが難しい量子状態を作り上げる試みだと述べています。 「量子コンピューターは、古典的なコンピューターに対して『最高』ではない。というのは、実験室での実験は本質的に…実用的なアプリケーションを持たない非常に特殊な量子サンプリング手順を実装するように設計されているからである」超伝導キュービットを備えたマシンの開発も行っています。
また、Google コンピューターにはエラーを修正する機能もありません。これは、本格的な量子コンピューターを作成するための鍵となる可能性があります。そのためには、より安定した単一の「論理」量子ビットを、信頼性の低いいくつかの「物理」量子ビットにエンコードして、マシンが量子状態をより長く維持できるようにする必要があるとクパーバーグ氏は説明します。しかし、Rigetti は、Google の業績により、Google はそのようなエラー修正を実証する理想的な立場に立つ可能性があると述べています.
ギルは、多くの分野が長い間抱えていた別の懸念を表明しています。量子超越性を取り巻くすべての誇大宣伝の後、量子コンピューティングは、1970年代からテクノロジーがついに追いついた現在の10年まで人工知能の分野を悩ませたような失望を経験するかもしれません.願望。しかし、リークされた論文では、76 人の著者が楽観的に次のように結論付けています。
