Закон Нивена гласит, что квантовые компьютеры совершенствуются «в два раза экспоненциально».
Если он выдержит испытание временем, квантовое превосходство не заставит себя долго ждать.
Квантовый процессор Foxtail от Google
В декабре 2018 года ученые из Google AI провели расчеты на лучшем квантовом процессоре Google. Им удалось воспроизвести эти расчеты на обычном ноутбуке.
Затем в январе они провели тот же тест на улучшенной версии квантового чипа.
На этот раз для моделирования результата им понадобился мощный настольный компьютер.
А к февралю у них уже не было классических компьютеров, способных моделировать своих квантовых соперников.
Для этого исследователям пришлось запросить процессорное время у огромной сети серверов.
«Примерно в феврале мне пришлось сделать несколько звонков и сказать: «О, нам нужно больше квот», — сказал он.
Хартмут Нивен , директор лаборатории квантового искусственного интеллекта Google. «Мы выполняли задачи, требующие миллиона процессоров».
Это быстрое улучшение привело к появлению т. н.
Закон Нивена — новое правило, которое описывает, насколько быстро квантовые компьютеры смогут догнать классические компьютеры.
Правило родилось как внутреннее наблюдение, и только потом Нивен упомянул о нем в мае на симпозиуме Google «Квантовая весна».
Там он сказал, что квантовые компьютеры увеличивают вычислительную мощность по сравнению с классическими компьютерами с «двойной экспоненциальной» скоростью — ошеломляюще быстрым движением.
При двойном экспоненциальном росте «сначала кажется, что ничего не происходит, ничего не происходит, а потом ура — и вдруг вы оказываетесь в другом мире», — сказал Нивен.
«Это именно то, что мы видим».
Даже экспоненциальный рост — довольно быстрое явление.
Это означает, что определенная величина растет как степень двойки: 2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 4 .
В первый раз прирост не так заметен, но последующие оказываются огромными.
Закон Мура, знаменитое правило, согласно которому вычислительная мощность удваивается примерно каждые два года, имеет экспоненциальный характер.
Двойной экспоненциальный рост выглядит более значительным.
Вместо увеличения по степени двойки значение увеличивается по степени двойки: 2. 2 1 , 2 2 2 , 2 2 3 , 2 2 4 .
Двойной экспоненциальный рост был рассмотрен в недавней статье « Ученые-компьютерщики раздвигают границы проверяемых знаний «и описал огромную скорость увеличения сложности некоторых вычислительных задач.
Двойной экспоненциальный рост настолько уникален, что трудно найти его примеры в реальном мире.
И скорость прогресса в области квантовых вычислений может быть первым таким примером.
Двойная экспоненциальная скорость, с которой, по мнению Нивена, квантовые компьютеры догоняют классические, является следствием комбинации двух экспоненциальных факторов.
Во-первых, квантовые компьютеры обладают внутренним экспоненциальным преимуществом перед классическими: если, например, квантовая схема имеет четыре кубита, то ее вычислительная мощность сравнима с схемой из 16 обычных битов.
Это было бы верно даже без усовершенствований в квантовой технологии.
Второй экспоненциальный фактор связан с быстрым усовершенствованием квантовых процессоров.
Нивен говорит, что лучшие квантовые чипы Google в последнее время совершенствуются с экспоненциальной скоростью.
Такая скорость обусловлена уменьшением количества ошибок.
По словам Нивена, это позволило инженерам создавать более крупные квантовые процессоры.
Если классическим компьютерам требуется экспоненциально большая вычислительная мощность для моделирования квантовых процессоров, а мощность этих квантовых процессоров со временем растет экспоненциально, то в итоге вы получите двойную экспоненциальную зависимость между квантовыми и классическими машинами.
Хартмут Нивен, директор лаборатории квантового искусственного интеллекта Google
Не все в этом убеждены.
Во-первых, классические компьютеры не стоят на месте.
Обычные чипы продолжают совершенствоваться, даже если Закон Мура больше не работает .
Кроме того, ученые-компьютерщики постоянно придумывают более эффективные алгоритмы, помогающие классическим компьютерам не отставать.
«Учитывая все движущиеся части, включая улучшения с классической и квантовой сторон, трудно назвать этот рост двойной экспонентой», — сказал он.
?Эндрю Чайлдс , содиректор объединенного центра квантовой информации и информатики в Университете Мэриленда.
Хотя точная скорость, с которой квантовые компьютеры догоняют классические компьютеры, может быть предметом споров, нет сомнений в том, что квантовые технологии быстро совершенствуются.
«Я думаю, что неоспоримая реальность этого прогресса бросила мяч в сторону людей, которые считают, что масштабируемые квантовые компьютеры не будут работать», — написал он.
Скотт Ааронсон , ученый-компьютерщик из Техасского университета в Остине, напишите нам.
«Теперь им придется четко сформулировать, где и почему этот прогресс остановится».
Основная цель области квантовых вычислений — выполнение эффективных квантовых вычислений, которые невозможно смоделировать за разумное время на самых мощных классических компьютерах (а самым мощным сейчас считается суперкомпьютер).
Саммит Окриджская национальная лаборатория).
А среди различных исследовательских групп, разрабатывающих квантовые компьютеры, Google особенно активно заявляет о своем стремлении к этой цели, известной как «квантовое превосходство».
Пока что квантовое превосходство остаётся недостижимым — иногда кажется, что оно вот-вот будет достигнуто, но ещё не достигнуто.
Но если следовать закону Нивена, то эта цель будет достигнута недолго.
Нивен не говорит, когда именно, по его мнению, команда Google достигнет квантового превосходства, но допускает, что это может произойти в ближайшее время.
«Мы часто говорим, что думаем, что добьемся этого в 2019 году», — сказал Нивен.
«Все признаки этого уже есть».
Теги: #Квантовые технологии #Производство и разработка электроники #Лисий хвост #Закон Нивена
-
3D-Принтер От Xiaomi — Первое Знакомство
19 Oct, 24
