Artikeln är en gissning om egenskaperna hos en kvantdator som tillkännages av Google. Företaget hävdar att "en kvantdator kunde uppnå vad moderna datorer skulle ha tagit tusentals år." Tidningen ställer frågan: förstår Google-teamet bilen de skapade? Och kommer hon inte att "optimera" personen?
I en ny artikel från Googles Quantum Computing Lab tillkännages det att företaget har uppnått kvantöverträffelse. Det här är bara prat, men vad betyder allt?
År 2012 myntade jag ut termen”kvantöverlägsenhet” för den punkt där kvantdatorer kan göra vad klassiska datorer inte kan - och oavsett användbarheten av uppgifterna. Med den här nya termen ville jag betona vilken historiskt viktig tid vi lever i. Det är en ära att leva i eran för utveckling av informationsteknologi baserad på kvantfysikens principer.
Uttrycket "kvantöverlägsenhet" - och faktiskt fenomenet i sig - har orsakat mycket kontrovers. Och av två skäl samtidigt. För det första låter ordet "överlägsenhet" dåligt ur politisk synvinkel - det väcker motbjudande föreningar med "vit överlägsenhet". För det andra förvärrar detta begrepp bara den allmänna hypen kring kvantteknologier, och det finns redan för mycket av det. Jag såg fortfarande den andra, men jag missade helt den första. Var det som det är, termen fastnar, och nu har kvantteamet på Google tagit upp det med entusiasm.
Jag gick över ett par alternativ i mitt huvud, men jag avvisade dem alla och beslutade att "kvantöverlägsenhet" återspeglar situationen på bästa sätt. Jag funderade också över "kvantfördel" - och detta begrepp kom också i bruk. Men för min smak låter "överlägsenhet" fortfarande mer exakt och övertygande. På loppet talar de om en fördel även när en häst är mindre än en kropp framför den andra. Kvantdatorens hastighet för vissa uppgifter är flera gånger högre än den klassiska. I teorin, hur som helst.
En ny artikel från Google illustrerar detta tydligt. Med hjälp av en enhet med 53 bit (kvanteanaloger av bitarna på en klassisk dator) kunde de utföra kvantberäkningar på några minuter som skulle ta tusentals år för dagens kraftfullaste superdatorer. Om detta är sant, är detta en enastående prestation inom experimentell fysik och bevis på en enastående utveckling inom kvantehårdvara. Jag gratulerar uppriktigt alla deltagare i experimentet.
Men det finns en fångst här. Google-teamet medger att problemet som deras maskin löst med en häpnadsväckande hastighet valdes noggrant för att visa överlägsenheten hos en kvantdator. Det finns ingen praktisk mening i att lösa det. Kort sagt utförde kvantdatorn en slumpmässigt vald sekvens av instruktioner, varefter alla qubits uppmättes och fick en bitsträng vid utgången. Detta är en kvantberäkning av en mycket liten struktur. Ja, en sådan uppgift är extremt svår för en klassisk dator, men svaret är inte heller meningsfullt.
Och ändå är resultatet enastående. Genom att verifiera att utgången från deras kvantdator stämmer med utgången från en klassisk superdator (ja, om inte operationen tar naturligtvis tusentals år), bekräftade teamet att de förstår deras enhet och att det fungerar som förväntat. Nu när vi har kommit fram till att hårdvaran fungerar kan den laddas med mer användbara uppgifter.
Kampanjvideo:
Varför är det viktigt att kontrollera utrustningens prestanda? Eftersom det är mycket svårt att exakt kontrollera en kvantdator. På ett sätt bryter en enkel övervägande av ett kvantsystem oundvikligen mot den berömda Heisenberg-osäkerhetsprincipen i handling. Därför, om vi vill använda ett sådant system för lagring och pålitlig behandling av information, måste vi hålla den nästan idealiskt isolerad från omvärlden. Samtidigt behöver vi qubits för att interagera med varandra - vi vill bearbeta data. Dessutom måste vi kontrollera systemet från utsidan och i slutändan mäta bitar för att ta reda på resultatet av våra beräkningar. Det är extremt svårt att skapa ett kvantsystem som uppfyller alla dessa kriterier. För att uppnå de aktuella resultaten krävde det många års framsteg inom materialområdet,produktion, utveckling och kontroll.
Googles prestation är en milstolpe i utvecklingen av tillämpade kvantdatorer. Jag trodde att den kommande eran behövde ett separat namn - och kom med "bullrig mellannivåkvantum" eller NISQ. Rim med risk. "Intermediate Level" handlar om storleken på kvantdatorer som blir mer prisvärda. I detta fall kommer de snart att kunna utföra uppgifter som är för tunga för dagens superdatorer. "Noisy" betonar ofullständig kontroll och de resulterande fel och fel som samlas över tid. Vi kan inte göra en lång beräkning ännu - det är osannolikt att det rätta svaret kommer att lysa för oss.
Google-teamet har bevisat att det är möjligt att bygga en kvantmaskin stor och noggrann för att lösa tidigare omöjliga uppgifter. Låt oss betrakta detta som början på en ny era - eran med bullrig mellankvadrat eller NISQ.
Vad kommer hända härnäst? Naturligtvis räknar Google och andra hårdvaruproducenter med att hitta praktiska användningsområden för sina kvant enheter. En kraftfullare kvantdator hjälper forskare att utveckla nya material och kemiska föreningar eller förbättra verktyg för maskininlärning, men en bullrig kvantdator med några hundra qubits kommer att göra lite bra. Vi har dock några praktiska idéer för NISQ-datorer som vi ska testa. Genom att göra detta kommer vi att uppnå bättre optimeringsmetoder och mer exakta fysikssimuleringar - även om vi i själva verket inte är helt säkra på framgång. Men det kommer fortfarande att vara intressant att spela med NISQ-tekniken för att se vad den kan göra. Jag räknaratt kvantdatorer förr eller senare kommer att förändra vårt samhälle - även om detta är en fråga om framtiden.
I en artikel från 2012 där jag myntade begreppet”kvantöverlägsenhet”, resonerade jag,”Hur är det att hantera stora kvantsystem? Bara "väldigt svårt" eller "löjligt svårt"? Om den förstnämnda, kan vi mycket väl lyckas efter några decennier av hårt arbete. Om det senare, kommer det att ta flera århundraden, och även då är det inte ett faktum att det kommer att fungera. " De senaste framstegen från Google-teamet får oss att tro att vi har att göra med det första fallet - bara "mycket svårt." Om så är fallet kommer ett överflöd av kvanttekniker att dyka upp under de kommande decennierna.
James O'Brien