Η IBM και το University of Chicago υποστηρίζουν ότι πέτυχαν ένα από τα πιο ουσιαστικά βήματα μέχρι σήμερα στην κβαντική υπολογιστική: όχι απλώς μια δύσκολη επίδειξη επίδοσης, αλλά μια δοκιμή όπου προσπάθησαν να δείξουν και ότι το αποτέλεσμα μπορεί να ελεγχθεί με στατιστική αξιοπιστία. Σύμφωνα με το Phys.org, η ομάδα εκτέλεσε έναν υπολογισμό που ξεπερνά την πρακτική εμβέλεια κορυφαίων κλασικών μεθόδων προσομοίωσης, ενώ ταυτόχρονα παρουσίασε στοιχεία ότι η εκτέλεση έγινε με υψηλή πιστότητα.
Η είδηση έχει βάρος επειδή στο πεδίο του quantum δεν αρκεί να λες ότι ένα σύστημα είναι γρήγορο. Το δύσκολο είναι να αποδείξεις ότι η απάντηση που έδωσε δεν είναι απλώς ένα εντυπωσιακό αλλά θορυβώδες αποτέλεσμα. Εκεί ακριβώς εστιάζει αυτή η ανακοίνωση, η οποία στηρίζεται σε προδημοσίευση στο arXiv και όχι ακόμη σε αξιολογημένη δημοσίευση περιοδικού.
Γιατί η επαλήθευση είναι το πραγματικό εμπόδιο
Για χρόνια, οι ερευνητές χρησιμοποιούν το random circuit sampling για να δοκιμάζουν αν ένας κβαντικός υπολογιστής μπορεί να κάνει κάτι που οι κλασικοί υπολογιστές δεν αναπαράγουν αποδοτικά. Το πρόβλημα είναι ότι όσο δυσκολεύει το έργο, τόσο δυσκολότερο γίνεται και να αποδείξεις ότι το αποτέλεσμα είναι σωστό χωρίς να δεχθείς ισχυρές παραδοχές για το ίδιο το μηχάνημα.
Η ομάδα IBM και University of Chicago λέει ότι αντιμετώπισε αυτό το πρόβλημα με μια πιο δομημένη εναλλακτική προσέγγιση. Όπως περιγράφει το Phys.org, η νέα κατασκευή διατηρεί τα κριτήρια δυσκολίας του κλασικού benchmark, αλλά επιτρέπει ταυτόχρονα τον εντοπισμό σφαλμάτων κατά τη διάρκεια του υπολογισμού. Αυτό είναι το στοιχείο που κάνει την ανακοίνωση πιο ενδιαφέρουσα από μια απλή επίδειξη ισχύος.
Τα μεγέθη του πειράματος
Σύμφωνα με το δημοσίευμα, οι ερευνητές εκτέλεσαν 70 logical qubits προστατευμένα από σφάλματα, σε μία από τις μεγαλύτερες επιδείξεις λογικού quantum computing μέχρι σήμερα. Το πείραμα περιλάμβανε 2.415 logical two-qubit operations και 468 logical T gates, δύο δείκτες που δείχνουν πόσο σύνθετο ήταν το κύκλωμα.
Η IBM αναφέρει ότι ο κβαντικός υπολογιστής ολοκλήρωσε την εργασία σε περίπου 15 λεπτά, ενώ πολλές από τις ισχυρότερες κλασικές προσεγγίσεις προσομοίωσης αντιμετώπισαν απαγορευτικούς χρόνους εκτέλεσης. Αυτό δεν σημαίνει ότι ο κβαντικός υπολογιστής είναι ήδη έτοιμος να αντικαταστήσει τα κλασικά συστήματα σε εμπορικές εφαρμογές, αλλά ενισχύει το επιχείρημα ότι ο κλάδος περνά από τις εντυπωσιακές παρουσιάσεις σε πιο αξιόπιστες δοκιμές.
Τι σημαίνει για την επόμενη φάση του quantum
Η ουσία της ανακοίνωσης είναι ότι το quantum advantage παρουσιάζεται εδώ ως ζήτημα εμπιστοσύνης και όχι μόνο επιτάχυνσης. Αν τέτοιες μέθοδοι επαλήθευσης ωριμάσουν, τότε ερευνητικά κέντρα, βιομηχανία και developers θα έχουν πιο σταθερή βάση για να αξιολογούν πότε ένα κβαντικό αποτέλεσμα αξίζει να χρησιμοποιηθεί σε πραγματικές εργασίες.
Παράλληλα, χρειάζεται προσοχή στην ερμηνεία. Η εργασία που επικαλείται το Phys.org είναι προδημοσίευση με τίτλο "Sampling hard circuits with verifiably high fidelity" στο arXiv, άρα η κοινότητα θα χρειαστεί χρόνο για να ελέγξει πλήρως τη μεθοδολογία και το εύρος του ισχυρισμού. Παρ' όλα αυτά, ως σήμα κατεύθυνσης, η ανακοίνωση δείχνει ότι η επόμενη μάχη στην κβαντική υπολογιστική δεν θα κριθεί μόνο στο ποιος τρέχει μεγαλύτερα κυκλώματα, αλλά στο ποιος μπορεί να αποδείξει πιο πειστικά ότι τα αποτελέσματά του στέκουν.