Квантов компютър официално демонстрира, че може да решава задачи по-ефективно от класически компютър. Това е възможно благодарение на достъпа до огромен ресурс от памет, който традиционните машини не могат да постигнат.

За разлика от класическите битове, които могат да бъдат само 0 или 1, квантовите машини използват кубити. Те могат да съществуват в множество състояния едновременно и така съхраняват експоненциално повече информация. Досега обаче доказателството, че квантовите компютри реално използват това предимство, срещаше две големи предизвикателства:

  1. Демонстрацията трябва да бъде осъществима на реален квантов хардуер.

  2. Необходимо е математическо доказателство, че нито един бъдещ класически алгоритъм не може да постигне същата производителност.

Екип учени от UT Austin, САЩ, публикува изследване в arXiv, с което доказва постигането на това квантово превъзходство.

Как беше постигнат пробивът?

Учените създават сложна математическа задача за проверка на квантовата памет. Експериментът включвал две части на квантовата система – „Алиса“ и „Боб“. Алиса подготвя квантово състояние и го изпраща на Боб, чиято задача е да го измери и предскаже още преди съобщението да е напълно готово.

Процесът е оптимизиран в над 10 000 независими опита. Анализът показва, че класически компютър би се нуждаел от поне 62 бита памет, за да постигне същия успех. Квантовият процесор се справя със само 12 кубита.

„Нашият резултат е най-прякото доказателство досега, че съществуващите квантови процесори могат да генерират и управляват достатъчно сложни заплетени състояния, за да използват експоненциалния потенциал на Хилбертовото пространство“, пишат учените.

Значение за бъдещето

Тази форма на квантово предимство, която авторите наричат „квантово информационно превъзходство“, е нов етап в развитието на квантовите технологии – доказателство, което не се базира на непотвърдени хипотези.

Практическите приложения са огромни:

  • Криптография – осигуряване на по-сигурни комуникации;

  • Откриване на лекарства – ускорено моделиране на сложни биологични системи;

  • Нови материали – разработка на устойчиви и иновативни структури чрез бързи симулации.

С това откритие квантовите компютри вече не са просто теория, а реален инструмент, способен да решава задачи недостижими за класическите машини.

Източник: Phys.org