Sprawdź jak w 30 dni opanować podstawy dowolnego języka obcego bez wychodzenia z domu.
Jak ocenić, czy konkretny komputer kwantowy jest już użyteczny? To pytanie od lat pozostaje trudne, ponieważ sama liczba kubitów nie mówi jeszcze, jakie obliczenia można na danej maszynie wykonać. Komputery kwantowe stają się bardziej niezawodne i coraz potężniejsze, ale nadal nie radzą sobie z zadaniami, które mogłyby mieć bardzo duże znaczenie praktyczne. Naukowcy z Sandia National Laboratories w Kalifornii twierdzą, że odpowiedzią może być zaproponowany przez nich wskaźnik QUOPS.
QUOPS, skrót od quantum universal operation performance system, ma służyć do opisu zarówno komputerów kwantowych, jak i algorytmów przeznaczonych do wykonania na tych maszynach. Aby obliczyć wynik komputera, badacze uruchamiają na nim specjalny zestaw programów, czyli obwodów kwantowych. Uzyskana wartość uwzględnia między innymi liczbę fizycznych kubitów oraz liczbę operacji, które system jest w stanie wykonać.
Następnie wynik komputera można zestawić z wynikiem konkretnego algorytmu. Jeżeli algorytm wymaga większej wartości
Słownik artykułu
Krótkie objaśnienia terminów występujących w tekście. Każde hasło prowadzi do szerszej definicji i przykładów użycia.
Wskaźnik opisujący możliwości komputera kwantowego lub wymagania algorytmu. Uwzględnia liczbę kubitów i operacji, które system może wykonać.
Podstawowy fizyczny element komputera kwantowego, podatny na błędy podczas obliczeń.
Wskaźnik odnoszący się do czasu potrzebnego na wykonanie obliczenia.
Kubit wykorzystywany w obliczeniach odpornych na błędy, którego działanie opiera się na ochronie przed błędami fizycznych kubitów.
Wyniki pokazują, jak duża pozostaje luka między obecnymi możliwościami a obliczeniami uznawanymi za szczególnie obiecujące. Jednym z przykładów jest FeMoco, cząsteczka odgrywająca ważną rolę w procesie wiązania azotu. Innym jest łamanie najczęściej stosowanych metod kryptograficznych. W obu przypadkach wymagania obliczeniowe są, według przedstawionych porównań, znacznie większe niż możliwości dzisiejszych maszyn.
Szczególne znaczenie ma przy tym odporność na błędy. Zwiększanie liczby fizycznych kubitów może podnosić potencjał komputera, ale jednocześnie sprawia, że system staje się bardziej podatny na zakłócenia i pomyłki. Z tego powodu badacze uznają podejścia z wykrywaniem i korygowaniem błędów za prawdopodobnie niezbędne dla przyszłych komputerów kwantowych. W takim modelu pojedynczy kubit logiczny ma chronić informację przed problemami pojawiającymi się w wielu kubitach fizycznych.
Timothy Proctor i jego współpracownicy wskazują, że przełomowym momentem będzie sytuacja, w której kubity logiczne osiągną wyższe wyniki QUOPS niż zwykłe kubity. Kolejnym krokiem ma być dopasowanie ich możliwości do wymagań użytecznych algorytmów. To opis kierunku rozwoju, a nie dowód, że obecne systemy są blisko takiego punktu.
Proponowany benchmark spotkał się z ostrożnie pozytywną oceną. Sam Stanwyck z firmy Nvidia, która współpracowała przy projekcie, uznał go za rodzaj sprawdzianu rzeczywistego stanu technologii. Jego zastosowanie mogłoby pomóc oceniać, jak na wynik wpływają niewielkie zmiany konstrukcji komputera. Wolfgang Mauerer z Uniwersytetu Nauk Stosowanych w Ratyzbonie wskazał, że taki sposób pomiaru można wykorzystać także przy komputerach opartych na innych typach kubitów, co ułatwiłoby porównanie całej branży.
QUOPS nie musi jednak stać się ostateczną miarą mocy obliczeniowej. Mauerer podkreśla, że nie wiadomo jeszcze w pełni, co dokładnie decyduje o praktycznej sile komputera kwantowego i czy wszystkie istotne cechy da się ująć w jednym benchmarku. Nowa metoda może więc być użytecznym narzędziem do porównań i planowania rozwoju, ale nie zastępuje testów konkretnych algorytmów ani oceny ich rzeczywistej przydatności.
Brak komentarzy. Bądź pierwszy!
