Компания Xanadu разработала программируемый блок квантовой обработки Borealis, который решил сложную вычислительную задачу в 7,8 квадриллионов раз быстрее суперкомпьютера.
Стандартное тестирование производительности подобных систем предусматривает выполнение расчетов по выборке гауссовых бозонов. Из-за перманентного распределения вероятностей в матрицах у самого мощного на сегодня суперкомпьютера на ее решение ушло бы около 9 тысяч лет. Чип Borealis справился с задачей всего за 36 микросекунд.
Хотя в прошлом году китайский квантовый компьютер Jiuzhang 2.0 смог решить задачу в септиллион раз быстрее суперкомпьютера, но из-за невозможности его программирования, практическая полезность устройства остается сомнительной.
Исследователи Xanadu смогли разместить в блоке 219 кубитов из так называемых «сжатых состояний», состоящих из суперпозиций нескольких фотонов в световом импульсе. В отличие от обычных квантовых битов в суперпозиции, которые могут находится в диапазоне от 0 до 1, сжатые состояния способны иметь значения 0, 1, 2, 3, и более. Поэтому такие вычислительные системы предназначены для решения другого класса квантовых задач. Например, определение оптимально подходящих друг к другу пар молекул.
Схематическое изображение трехмерного запутанного состояния, синтезируемого Borealis: вершины представляют собой кубиты в сжатом состоянии, а ребра – соединения (запутанности) между ними.
Один из главных факторов успеха Borealis заключается в использовании детекторов с разрешением числа фотонов. В предыдущих машинах применялись пороговые детекторы, предназначенные для определения наличия хотя бы 1 фотона или полного их отсутствия. Увеличение количества обнаруживаемых частиц повысило эффективность вычислений чипа в 50 млн раз по сравнению с предшествующими фотонными квантовыми компьютерами.
Xanadu уже открыла доступ к Borealis через собственный облачный сервис и Amazon Braket. В дальнейшем компания планирует коммерциализировать проект.
текст: Илья Бауэр, фото: Xanadu