Різниця в мільйони років: квантовий комп'ютер D-Wave уперше виконав корисне завдання

Розробники запевняють, що їхня система Advantage2 незрівнянно швидша за найпотужніший у світі суперкомп'ютер Frontier. Однак інші вчені критикують її за однозадачність і навіть не вважають комп'ютером як таким.

Компанія D-Wave заявила, що її квантові комп'ютери Advantage2 першими у світі виконали корисне завдання, занадто важке для звичайних обчислювальних машин. Подробиці повідомило видання New Scientist.

Як запевняє D-Wave, її квантовий комп'ютер Advantage2 може розраховувати задачі моделі Ізінга з поперечним полем — квантової версії математичної апроксимації того, як матерія поводиться під час зміни стану, наприклад, з рідини в газ. Цього складно домогтися з традиційним комп'ютером, тому досягнення називають "обчислювальною перевагою" — наступним щаблем після "квантової переваги".

Уже довгий час учені говорять про те, що квантові комп'ютери зможуть перевершити у вирішенні деяких завдань навіть найкращі напівпровідникові суперкомп'ютери, які витратять для тієї самої роботи надто багато часу та енергії. У 2019 році Google першою продемонструвала так звану "квантову перевагу", але тільки під час порівняльного тесту, який не має жодної практичної користі.

Тепер же D-Wave порівнює свої Advantage з найпотужнішим у світі класичним комп'ютером Frontier зі США. Компанія запевняє, що для розв'язання того самого завдання йому знадобляться мільйони років і більше електроенергії, ніж світ виробляє за цілий рік. Вона відхилила запит New Scientist і відмовилася коментувати дослідження доти, доки його не рецензують. Однак генеральний директор Алан Барац написав у соцмережі Х:

"Ми вважаємо, що D-Wave стала першою компанією у світі, яка продемонструвала квантову перевагу у вирішенні реальних проблем. Це було досягнуто за допомогою нашого квантового комп'ютера Advantage2 останнього покоління. Ці проблеми не можуть бути вирішені за допомогою класичних комп'ютерів, крапка".

New Scientist зазначає, що комп'ютери "квантового відпалу" D-Wave істотно відрізняються від машин Google і багатьох інших виробників. Їх критикували за те, що вони здатні розв'язувати тільки певні класи завдань оптимізації, і не можуть вважатися повноцінними квантовими комп'ютерами, здатними вирішувати будь-які проблеми. Вчений Юрій Пашкін з Ланкастерського університету у Великій Британії вважає за краще називати машину D-Wave "симулятором квантової системи", але погодився, що компанія виправдано заявляє про обчислювальну перевагу, нехай лише в рамках дуже вузького сценарію.

"Це дуже специфічне завдання і це не універсальний комп'ютер або симулятор, який вони демонструють. І все, більше ні для чого його використовувати не можна", — пояснив Юрій Пашкін.

Хоча проблеми моделі Ізінга мають очевидне застосування у фізиці, низку задач оптимізації, що були б корисними для сфери логістики та фінансів, також можна розв'язати подібним чином. Як додав Юрій Пашкін, ще невідомо, скільки практичних завдань насправді можуть розв'язати комп'ютери D-Wave.

На думку Джоша Нанна з фірми-конкурента Orca Computing говори, результати D-Wave видаються переконливими і радують. Вони вказують на те, що такі так звані "галасливі квантові комп'ютери проміжного масштабу" (NISQ), на кшталт D-Wave та Orca, вже можуть стати в пригоді для певних завдань і, отже, є життєздатною технологією.

"Якщо ви вже можете почати створювати машини, корисні для підприємств і промисловості, навіть якщо вони мають лише вельми обмежені варіанти використання, це змінює комерційну пропозицію і наближає час, коли квантові обчислення зможуть стати прибутковими або, принаймні, самоокупними як галузь, а не просто такими, що вимагають нескінченних вкладень капіталу", — висловився він.

Джош Нанн також попередив, що обчислювальну перевагу квантових систем поки не можна вважати остаточною. Раніше вченим уже вдавалося поліпшити алгоритми роботи класичних комп'ютерів і знову обігнати квантові.

"Люди почнуть оскаржувати результати, а за кілька місяців може з'явитися ще одна стаття, в якій буде сказано: "Ми знайшли класичний алгоритм, здатний виконувати таке моделювання в 10 000 разів швидше"", — припустив розробник.