Китайские ученые сообщили о достижении фотонным компьютером под названием Jiuzhang квантового превосходства — так называется способность квантовых компьютеров решать задачи, которые не могут быть решены обычными компьютерами в разумное время. Это уже второй случай такого достижения, после того, как компания Google заявила в 2019 году, что добилась этого с помощью разработанного ею 53-кубитного процессора Sycamore.
Китайский компьютер основан на бозонной выборке, в нем используется квантовая особенность фотонов - частиц света, которые отображаются, когда они проходят через светоделитель, который разделяет один пучок света на два пучка, распространяющихся в разных направлениях. Если два идентичных фотона попадают в светоделитель в одно и то же время, они не разделяются друг от друга. Вместо этого они держатся вместе и оба движутся в одном направлении.
Если снимать много фотонов через последовательность лучевых сплиттеров много раз подряд, на пути фотонов начинают появляться закономерности, которые чрезвычайно сложно смоделировать или предсказать с помощью классических компьютеров. Поиск возможных наборов путей прохождения фотонов в этой установке называется бозонной выборкой, а устройство бозонной выборки - это тип квантового компьютера, пусть и с очень узким назначением.
Команда под руководством Цзянь-Вэя Паня из Китайского научно-технического университета построила устройство для отбора проб бозона под названием Jiuzhang, используя лазерные импульсы, посылаемые в лабиринт из 300 расщепителей луча и 75 зеркал. Идеальный бозонный пробоотборник имел бы точность 1 по сравнению со многими испытаниями, что означает, что он полностью соответствует теоретическим прогнозам. У Цзючжан была верность 0,99.
Исследователи подсчитали, что на классическом компьютере невозможно смоделировать с такой точностью выборку бозона: японскому суперкомпьютеру Фугаку, самому мощному классическому компьютеру в мире, понадобилось бы 600 миллионов лет, чтобы выполнить то, что может сделать Jiuzhang всего за 200 секунд. Четвертому самому мощному суперкомпьютеру, Sunway TaihuLight, потребовалось бы 2,5 миллиарда лет.
