Θα έχουμε και "εμπορικούς κβαντικούς υπολογιστές";

11:40 12/5/2013 - Πηγή: i-Reporter

Ένας από τους ελάχιστους κβαντικούς υπολογιστές που κυκλοφορούν σήμερα στην αγορά φέρεται να κατατρόπωσε έναν συμβατικό προσωπικό υπολογιστή σε μαθηματικούς υπολογισμούς που χρησιμοποιούνται σε μια πληθώρα πρακτικών εφαρμογών.

Τα συμβατικά PC αναμετρήθηκαν με ένα σύστημα της D-Wave, μιας καναδικής εταιρείας που παρουσίασε το 2011 τον πρώτο «εμπορικό κβαντικό υπολογιστή».

Στους σημερινούς υπολογιστές, η μονάδα πληροφορίας είναι το bit, το οποίο λαμβάνει τιμές είτε «0» είτε «1», και τα δεδομένα αποθηκεύονται ως ακολουθίες των δύο αυτών ψηφίων.
Στους κβαντικούς υπολογιστές, το

αντίστοιχο του bit είναι το κβαντικό bit, ή qubit, το οποίο μπορεί να λαμβάνει τιμές «0», «1» ή και τα δύο μαζί ταυτόχρονα, χάρη σε μια κβαντική ιδιότητα που ονομάζεται διεμπλοκή.

Ορισμένοι ερευνητές έχουν αμφισβητήσει ότι οι υπολογιστές της D-Wave όντως αξιοποιούν το φαινόμενο της διεμπλοκής, αν και δύο πρόσφατα, ανεξάρτητα τεστ στα συστήματά της έδωσαν έμμεσες ενδείξεις διεμπλοκής.

Σε κάθε περίπτωση, ο «κβαντικός» υπολογιστής της D-Wave ανακηρύχθηκε πρωταθλητής στην εργασία στην οποία εξειδικεύεται. Πρόκειται για ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης στο οποίο το μηχάνημα πρέπει να υπολογίσει τις τιμές συγκεκριμένων παραμέτρων ώστε να περιορίσει τις λύσεις μιας περίπλοκης εξίσωσης. Όπως επισημαίνει το New Scientist, το συγκεκριμένο πρόβλημα βελτιστοποίησης εμπλέκεται σε πολλές εφαρμογές, από την αναγνώριση εικόνων μέχρι τη μηχανική μάθηση.

Οι ερευνητές του Κολεγίου Amherst στη Μασαχουσέτη ανέθεσαν τους υπολογισμούς στον υπολογιστή D-Wave Two, ο οποίος διαθέτει 439 qubits, καθώς και σε δύο PC υψηλών επιδόσεων. Και τα τρία συστήματα είχαν περιθώριο μισό δευτερολέπτου για να βρουν τη λύση σε 100 παραλλαγές του προβλήματος.

Σε όλες τις περιπτώσεις ο D-Wave Two βρήκε την απάντηση εντός της προθεσμίας, ειδικά στα προβλήματα με μεγάλο αριθμό παραμέτρων. Στα δυσκολότερα προβλήματα, τα PC χρειάστηκαν μισή ώρα για να βρουν την απάντηση που είχε δώσει το κβαντικό σύστημα σε μισό δευτερόλεπτο.

Στο τέλος της δοκιμής, οι ερευνητές υπολόγισαν ότι ο κβαντικός υπολογιστής είναι 3.600 φορές ταχύτερος από τους αντιπάλους του.

Η αλήθεια πάντως είναι ότι η αναμέτρηση ήταν κάπως άνιση, δεδομένου ότι ο D-Wave Two έχει σχεδιαστεί ειδικά για την επίλυση τέτοιων προβλημάτων, ενώ τα PC έτρεξαν δύο εξειδικευμένους, πολύπλοκους αλγόριθμους.

Παρόλα αυτά, η νίκη του D-Wave Two δείχνει ότι η επανάσταση των κβαντικών υπολογιστών ίσως βρίσκεται πιο κοντά από ό,τι νομίζουμε.

Αρκεί βέβαια ο D-Wave Two να είναι πράγματι κβαντικός υπολογιστής. Περαιτέρω δοκιμές θα πρέπει τώρα να δείξουν ότι το σύστημα όντως αξιοποιεί το φαινόμενο της διεμπλοκής, στο οποίο η κβαντική κατάσταση ενός σωματιδίου επηρεάζει την κβαντική απόσταση ενός δεύτερου σωματιδίου ακόμα κι αν αυτό βρίσκεται σε μεγάλη απόσταση.

Τα αποτελέσματα της τελευταίας δοκιμής θα παρουσιαστούν την επόμενη εβδομάδα στο συνέδριο ACM στην Ιταλία.