В компании IBM теоретически и практически доказали неизбежность квантового превосходства. Доказательства приведены на базовом уровне, поэтому масштаб решаемых задач не важен. Как показали в компании, даже элементарные квантовые цепи способны решать задачи, недоступные классическим компьютерам, и это только первые шаги.
Предыдущие доказательства квантового превосходства, например, оспоренное многими доказательство компании Google, опирались на выполнение определённых сложных расчётов. В IBM не стали идти по этому пути, поставив перед собой цель железно (в прямом и переносном смысле) доказать превосходство неких базовых принципов квантовых систем. Сначала они сделали это теоретически, а потом подтвердили верность решения практическим экспериментом.
Для проведения эксперимента в IBM взяли задачу определения большинства из трёх значений. Для решения этой задачи была создана классическая электронная схема с одним логическим элементом с двумя входами и одним регистром (битом) для хранения промежуточных результатов. Аналогичная по назначению и реализации квантовая схема опиралась на четыре кубита, три из которых кодировали входящий сигнал, а четвёртый кубит хранил промежуточный результат.
На вход каждой схемы подавались данные, результаты считывались после обработки. Если на вход подавалось больше половины нулей, чем единиц, то схема должна была вернуть 0. Если единиц было больше, схема должна была вернуть 1. Классическая электронная схема с 0 и 1 возвращала правильный результат не каждый раз. При подключении к ней генератора случайных чисел и многократном повторении эксперимента схема выдавала правильный ответ в 87,5 % случаев из-за ошибок и аналоговой природы происходящих в ней физических процессов.
Квантовый компьютер IBM даже в современном «шумном» состоянии кубитов правильно решал задачу в 93 % случаев. Идеальная квантовая система с полным отсутствием ошибок правильно решала бы эту задачу в 100 % случаев или, проще — она всегда выдавала бы правильный результат в отличие от классического компьютера.
Отчёт о проделанной работе специалисты IBM предоставили в журнале Nature Physics. Приведенные данные доказывают, что квантовое превосходство — это не миф. По крайней мере, для решения задач с ограниченными условиями.
Источник: ibm.com
