Классические компьютеры временно взяли верх над квантовыми

Ведущие университеты и крупнейшие технологические компании, включая Google, Microsoft и IBM — все они участвуют в гонке, цель которой квантовый компьютер, способный решать проблемы, непосильные для лучших классических суперкомпьютеров.

В вышедшем на этой неделе номере Nature Physics, команда физиков, математиков и программистов Бристольского университета (Великобритания) представила результаты исследования, свидетельствующие, что потенциал традиционных алгоритмов выше, чем было принято считать, и порог, за которым квантовые системы получат решающее преимущество в быстродействии, нужно передвинуть дальше.

В указанной статье исследовался квантовый алгоритм бозонной выборки (boson sampling), реализуемый с помощью индивидуальных бозонов (фотонов). До сих пор считалось, что 30 или даже 20 фотонов должно быть достаточно, чтобы раз и навсегда продемонстрировать превосходство квантовых вычислений.

На сегодняшний день, в самом масштабном из экспериментов по выборке бозонов использовалось пять фотонов, а быстрый прогресс квантовых технологий заставлял надеяться, что достижения порога в 20 фотонов — «квантовой сингулярности» — не придётся долго ждать.

Однако бристольская команда своим исследованием внесла нотку пессимизма в эти ожидания. Переконструировав классический алгоритм ещё 1950-х годов учёные смогли симулировать бозонную выборку для 20 фотонов на обычном лэптопе.

Подключение серверов позволило довести масштабы симуляции до трёх десятков фотонов. При наличии же доступа к самому мощному современному суперкомпьютеру, по мнению участников эксперимента, вполне возможно симулировать выборку бозонов для 50 фотонов.

«Мы переживаем исторический момент, когда классические алгоритмы все ещё могут превзойти квантовые, — заявил руководитель этого исследования и глава группы в лаборатории Quantum Engineering and Technology Labs (QETLabs) Бристольского университета, доктор Энтони Лайнг (Anthony Laing). — Для бозонной выборки сингулярность находится сразу за 50 фотонами. Это более крепкий орешек, чем думалось поначалу, но мы верим в успех».