Googleov kvantni računar je (zaista) kvantan — 10^8 brže performanse

Google i NASA svojim novim eksperimentima pokušavaju da dokažu da su kvantni računari zapravo brži od vašeg kućnog PC-a

Marija Gavrilov - 17. Decembar, 2015.

Pre dve godine Google i NASA obznanili su svetu da udružuju svoje snage u cilju rešavanja najizazovnijih problema u kompjuterskim naukama, a posebno onih povezanih sa mašinskim učenjem. Tom prilikom su naveli:

Mašinsko učenje se vrti oko izgradnje boljih modela sveta zarad tačnijih prognoza. Ako želimo da lečimo bolesti, potrebni su nam bolji modeli njihovog razvoja. Ako želimo da donosimo efikasnije odluke o životnoj sredini, potrebni su nam bolji modeli onoga što se dešava sa klimom. Ako želimo da izgradimo korisniji pretraživač, potrebno je da razumemo izgovorena pitanja i šta postoji na webu, kako bismo dobili najbolji odgovor.

Njihova, tada kreirana, laboratorija – Quantum Artificial Intelligence Lab – kupila je D-Wave kvantni kompjuter koji je proglašen “prvim komercijalnim kvantnim kompjuterom”. Ova mašinerija (specifično, D-Wave One) je u samo dve godine duplirala komputacionu moć, a u teoriji je 3.600 puta brži od superkompjutera.

Ono što još razlikuje kvantni računar od klasičnih, a doprinosi ovoj brzini, jeste i to što umesto bita koristi kjubite – kvantna mehanika omogućava da postoje kao 1, 0 ili simultano u “superpoziciji”. Ovo znači da kvantni kompjuter pregleda sva moguća rešenja u isto vreme. Umesto jednog “najboljeg” odogovora, pregleda skoro 10.000 alternativa istovremeno.

Međutim, do sada je između teorije i onoga što se zapravo dešava u praksi postojao nepremostivi jaz. Prošle godine je grupa naučnika u časopisu Science objavila rezultate istraživanja, u kojima je pokazano da je u nekim situacijama kvantni kompjuter čak 100 puta sporiji od PC-a, a da je D-Wave ekipa “previše optimistična”.

Prošle nedelje je Quantum Artificial Intelligence Lab objavila rezultate svog novog istraživanja, u kojima se opovrgava pređašnja skepsa u brzinu kvantnog računara.

Pronašli smo da za probleme koji uključuju gotovo 1000 binarnih varijabli, kvantno prekaljivanje ima (prevod → quantum annealing) značajno bolje performanse u poređenju sa klasičnim konkurentom, simuliranim prekaljivanjem. Više od 10^8 puta je brži od simuliranog prekaljivanja, koje radi na single core [procesoru].

Takođe smo uporedili kvantni hardver sa još jednim algoritmom koji se zove Quantum Monte Carlo. Ovo je metod dizajniran da imitira ponašanje kvantnih sistema, ali radi na konvencionalnim procesorima. Dok je veličina ova dva metoda slična, ponovo su razdvojeni velikim faktorom koji ponekad dostiže 10^8.

Ovo istraživanje tek treba da prođe kroz recenziju, a već mu se zamera što klasični kompjuter u eksperimentu nije koristio najefikasniji mogući algoritam. No, Google tim navodi da će problemi u budućnosti rasti, ali ne i potencijal regularnih kompjutera, te da su zbog toga činili poređenja na taj način.

U međuvremenu, imate dovoljno vremena da se upoznate sa kvantnim kompjuterima pre nego što uđu u upotrebu: