Квантовый компьютер превзошел возможности классических ПК
Ученые разработали инновационный метод для проверки реального преимущества квантовых компьютеров перед традиционными машинами. Основная трудность заключается в том, что с возрастанием объема операций проверка результатов на обычных ПК становится практически невозможной из-за огромных потребностей в вычислительной мощности.
Экспериментальная задача на основе выборки дополнения
Для преодоления этого препятствия специалисты создали экспериментальную схему, построенную на задаче выборки дополнения. Суть эксперимента состояла в следующем: все возможные ответы условно разделены на две равные группы — А и Б. Требуется получить случайный вариант из группы А и выдать ответ, относящийся к группе Б.
Классические системы находятся в невыгодном положении, поскольку они получают только один конкретный элемент и не имеют информации о распределении остальных вариантов. Вероятность успеха падает пропорционально увеличению размера данных.
Квантовые системы функционируют иначе благодаря суперпозиции кубитов, которые одновременно могут находиться в нескольких состояниях. Это дает возможность квантовому компьютеру обрабатывать всю группу А одновременно, преобразовать её в группу Б через специальный алгоритм и затем произвести итоговые измерения.
Результаты тестирования на квантовой системе
Научная группа провела проверку разработанного алгоритма на ионном квантовом компьютере Quantinuum H2, задействовав тысячи разнообразных конфигураций с увеличением масштаба вычислений до 55 кубитов. Несмотря на присутствие аппаратного шума в реальных условиях функционирования, показатели квантовой установки оказались статистически недостижимыми для любого современного классического компьютера.
При тестировании с 37-битными последовательностями квантовый компьютер справился с задачей, выходящей за пределы производительности лучших известных классических алгоритмов. Разница в скорости и эффективности оказалась существенной.
В дальнейших исследованиях ученые намерены повысить сложность экспериментов, разместив системы отбора и проверки результатов на двух отдельных квантовых компьютерах, объединенных подлинным квантовым каналом передачи данных.
