Стават ли най-накрая квантовите компютри полезни?

След като тества алгоритмична търговия на квантов компютър, HSBC неотдавна се причисли към възходящ лист от компании, с цел да твърди, че една революционна нова форма на калкулации най-сетне стартира да се постанова.

Експериментът беше „ първи в света в търговията с облигации “, който сподели, че „ ние сме на прага на нова граница на компютрите във финансовите услуги “, сподели банката.

Някои квантови специалисти не са толкоз сигурни. Скот Ааронсън, професор по компютърни науки в Тексаския университет, го отхвърли като едно от увеличаващите се „ зомби изказвания “ за превъзходството на квантовите калкулации.

„ Няма безусловно никаква причина да имаме вяра, че всяко усъвършенстване, което са видели, има нещо общо с квантовата механика “, сподели Ааронсън. Дори личните откриватели на HSBC пишат, че не са в положение да обяснят по какъв начин машината на IBM, която са употребявали, е постигнала превъзходни търговски резултати, добавяйки, че тяхната работа „ изисква в допълнение следствие “.

Твърдението на HSBC идва на фона на поредност от известия през последните няколко месеца, че квантовите машини са постигнали резултати оттатък опциите на обичайните или „ класическите “ компютри – горещо предстоящ крайъгълен камък, прочут като квантово преимущество или квант превъзходство.

Но имаше интензивно противоречие кое от изказванията е годно, в случай че има такова. И даже в случай че отчетите се окажат научно обосновани, може да отнеме още доста години работа, преди машините да станат потребни за комерсиалната мрежа.

„ Има извънредно доста скачане “, сподели Боб Сутор, някогашен началник на квантовите калкулации в IBM. „ Понякога ми се коства, че хората просто бързат да влязат в историческите книги. “

Компаниите, които оповестяват, че са минали извънредно значимия квантов стадий, включват Гугъл с логаритъм, който може да докара до създаването на напълно нови материали, и D-Wave, чиято технология се оправя с извънредно комплицирани проблеми с оптимизацията.

През ноември Quantinuum съобщи, че е постигнал обещаващи резултати, експериментирайки със свръхпроводници при стайна температура, до момента в който три групи откриватели, работещи върху квантовите машини на IBM, разгласиха детайлности за опити, които съгласно тях наподобява са достигнали сериозния механически предел.

Експертите признават, че оценката на тези изказвания е сложна. Един от проблемите е, че квантовото преимущество е движеща се цел: употребявайки нови техники, програмистите на типичен компютри от време на време са съумели да се сравнят или да изпреварят хипотетичните превъзходни квантови системи.

Това прави установяването на превъзходството на квантов компютър като „ опит за доказване на негативно “, сподели Арънсън.

От първото изказване на Гугъл за квантовото предимство през 2019 година, обичайните компютри скочиха напред. Дори ръководителите на Гугъл признават, че проблем, който в миналото са споделили, че ще отнеме на типичен компютър 10 000 години, в този момент може да бъде решен за 200 секунди.

Сабрина Манискалко, основен изпълнителен шеф на финландската компания за квантов програмен продукт Algorithmiq, сподели, че нейната компания „ може да твърди, че нарушава всички типичен стандарти до момента “ с квантов логаритъм, употребен за преструване на нови материали.

Но тя добави, че няма метод да се каже дали някой ще откри метод да се оправи още по-добре, употребявайки класическа машина, и че ще отнеме време на двата разнообразни компютърни свята да се спогодят за областите, в които квантовите системи могат в действителност да превъзхождат.

За да предотврати провокациите пред последното си изказване, Гугъл сподели, че е подхванала необикновената стъпка на „ алено сливане “ на своите резултати или набиране на екип от откриватели, които изчерпателно да се опитат да опровергае личните си резултати.

Според Ааронсън, софтуерният колос е измежду фирмите с най-хубави изказвания до момента за реализиране на квантово преимущество, дружно с Quantinuum и QuEra.

За да се опита да прекъсне цикъла на искове и насрещни искове, през ноември IBM поддържа стартирането на уеб страница за следене на вероятни образци за квантово преимущество, като пусна три първични случая — в това число този от Algorithmiq — за други за тестване.

„ Бих споделил, че резултатите, които изложихме, са доста близки “, сподели Джей Гамбета, началник на IBM Research.

Въпреки това, даже в случай че специалистите съумеят да се спогодят за случаите, в които квантовите компютри фактически превъзхождат днешните машини, системите към момента може да са надалеч от решаването на на практика проблеми или оправдаването на спекулациите, които покачиха акциите на обществено търгуваните квантови компании последно година.

Ранните изказвания за техническо предимство се основаваха на способността да генерират вериги с цялостна произволност, научна проява без практическа приложимост.

Наскоро по-голямата част от работата се насочи към логаритми, които един ден биха могли да бъдат приложени към проблеми от действителния свят, постоянно включващи симулация на материали на атомно равнище, които сами по себе си демонстрират свойствата на квантовата механика.

Днешните квантови компютри обаче са прекомерно дребни, с цел да извършат тези калкулации с прецизността, която би била нужна, с цел да създадат резултатите им потребни.

Това прави квантовото преимущество сходно на точката, достигната от изкуствения разсъдък през 2012 година с първите пробивни резултати в компютърното зрение, сподели Гамбета от IBM. „ Първите невронни мрежи в действителност не бяха значими, само че бяха обилни научни демонстрации, които в този момент са се трансформирали в големи количества калкулации “, сподели той.

Тъй като промишлеността е евентуално на значим предел, квантовите компании споделят, че насочват вниманието си от научни проучвания към по-прагматични проблеми.

„ Започваме да осъзнаваме, че това, за което в действителност желаете да говорите, е икономическа стойност – създаване на машина, която фактически оказва въздействие върху света “, сподели Нейт Гемелке, основен софтуерен пълководец в QuEra. Този миг може да бъде след две години до десетилетие, предвижда той.

Времето зависи мощно от това дали могат да бъдат генерирани потребни резултати от днешните „ шумни “ квантови системи, където намесата сред главните съставни елементи, известни като кубити, затруднява осъществяването на кохерентно пресмятане.

Ако не, ще е належащо ново потомство „ устойчиви на неточности “ квантови системи. И IBM, и Гугъл се надпреварват да ги основат до края на това десетилетие, макар че доста специалисти считат, че практическите устойчиви на неточности квантови компютри ще лишават години повече.

Това не е спряло фирмите да се пробват да извлекат нещо потребно от днешните машини. За някои постигането на емпирични резултати, които наподобяват по-добри от всичко допустимо на обичаен компютър, е задоволителна причина да тестват границите, както твърди HSBC след своя опит за търговия с облигации.

Но недвусмислените доказателства, че квантовата механика е била употребена за решение на компютърни проблеми в действителния свят, евентуално ще отнеме повече време. 

„ Ще се веселя да бъда сюрпризиран, само че за [квантови] резултати, които мога да потвърдя, имаме потребност от резистентен на неточности квантов компютър “, сподели Гамбета от IBM.