Световой квантовый компьютер ставит рекорд скорости ⚡ экспресс
Для преодоления фотонных потерь, главной проблемы оптических демонстраций квантового вычислительного преимущества, проводятся новые эксперименты по гауссову бозонному сэмплингу с использованием 1024 высокоэффективных сжатых состояний, введённых в гибридный пространственно-временной кодировщик на 8176 мод программируемого фотонного квантового процессора Jiuzhang 4.0. Зафиксировано до 3050 событий детектирования фотонов. Результат превосходит все классические имитирующие алгоритмы, включая метод матричных произведений состояний (MPS), недавно предложенный для использования потерь с целью снижения сложности симуляции. На самом мощном суперкомпьютере El Capitan современному алгоритму MPS потребовалось бы более 10^42 лет для построения необходимой тензорной сети, тогда как Jiuzhang 4.0 выдаёт образец за 25,6 микросекунды. Эта работа устанавливает новый рубеж квантового превосходства и прокладывает путь к отказоустойчивым фотонным квантовым компьютерам.
Классическая доска Гальтона с колышками и шариками рождает узор из случайности. В квантовом варианте — Цзючжан 4.0 — шарики заменяют фотоны. Они проходят хитросплетение из 8176 световодных дорожек, а фотометрия (точный подсчёт вспышек) фиксирует итоговый рисунок. Сам чип охлаждён ниже температуры межзвёздного пространства, подавляя тепловые шумы.
По законам стандартной модели, каждая частица света идёт сразу всеми путями — будто шарик, мгновенно размазанный по всей доске. Обычный суперкомпьютер перебирает вариантов больше атомов во Вселенной, затрачивая 10⁴² лет. Цзючжан даёт ответ за 25,6 микросекунды. Инженеры применили «сжатый» свет, убравший шумы, и случайность обернулась вычислительной силой — как энтропия, которая в других системах приносит беспорядок, здесь генерирует порядок. Термин «квантовое превосходство» предложил Джон Прескилл. Этот шаг приближает фотонные компьютеры, способные проектировать молекулы для лекарств.
🎯 Если бы суперкомпьютер El Capitan начал считать в момент Большого взрыва, к сегодняшнему дню он бы не одолел и доли того, что Цзючжан 4.0 делает за 25 микросекунд.
🎬 Мгновенные вычисления, как в «Звёздном пути», но в реальном лабораторном чипе.