Битва за вычислительное превосходство: квантовый отжиг против классического подхода

12 марта компания D-Wave Quantum Inc. (Бёрнаби, Канада) объявила, что с помощью квантового отжига удалось решить задачу симуляции магнитных материалов, выполнение которой на классическом суперкомпьютере потребовало бы миллионов лет и энергии, превышающей годовое энергопотребление всей планеты.
Битва за вычислительное превосходство: квантовый отжиг против классического подхода
Изображение носит иллюстративный характер

Технология квантового отжига использует принципы квантовой механики и особенности множественных связей кубитов, что позволяет эффективно моделировать динамику спиновых стекол в двух-, трёхмерных и бесконечных системах и способствует разработке новых металлов для создания смартфонов, жёстких дисков и специализированных медицинских сенсоров.

Mohammad Amin, главный научный сотрудник D-Wave, заявил: «Это симуляция магнитных материалов. Магнитные материалы чрезвычайно важны для промышленности и повседневной жизни», а Andrew King, квантовый специалист компании, добавил: «Это прорывное достижение в квантовых вычислениях. Мы впервые продемонстрировали квантовое превосходство для реальной задачи».

Результаты экспериментов, опубликованные 12 марта в журнале Science, подчеркивают значимость использования квантового отжига для решения сложных задач материаловедения, при этом демонстрируя принципиальные преимущества нового подхода.

Контраргументом стала группа исследователей во главе с Джозефом Тиндаллом из Flatiron Institute (Нью-Йорк), которая, используя переработанный алгоритм распространения убеждений, разработанный 40 лет назад, смогла смоделировать часть данной задачи, представив результаты на arXiv 7 марта.

Предварительные данные группы Тиндалла свидетельствуют о том, что для двумерных и трёхмерных моделей классический метод не только показывает более высокую скорость, но и обеспечивает значительно меньшие ошибки по сравнению с квантовым отжигом, реализованным в системе D-Wave Advantage2, подтверждая, что «для рассматриваемой задачи спиновых стекол наш классический подход явно превосходит прочие представленные методы».

Сравнение обоих подходов показало, что классическая симуляция достигает лучших результатов для двух- и трёхмерных систем, тогда как для бесконечномерной модели квантовый процессор демонстрирует непревзойденную эффективность, чему Daniel Lidar из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе отметил: «Это очень впечатляющая работа».

Размещение предварительных результатов на arXiv за год до публикации в Science и представленные 7 марта данные отражают острую конкуренцию между квантовыми и классическими методами, каждый из которых предъявляет свои уникальные преимущества при решении задач материаловедения и искусственного интеллекта.

Повышение эффективности суперкомпьютеров и совершенствование алгоритмов классической обработки постепенно стирают границы между возможностями квантовых устройств и традиционных симуляционных методов, что продолжает порождать активные исследования и споры в научном сообществе.


Новое на сайте

20065[b]СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло... 20064[b]Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет[/b] 20063[b]Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках[/b] 20062[b]Кости в бухте эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века[/b] 20061[b]Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов... 20060[b]Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19[/b] 20058[b]Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет?[/b] 20057[b]Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние[/b] 20056[b]Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?[/b] 20055[b]Томоэ гозэн: женщина-самурай, которая существовала на самом деле[/b] 20054[b]Что видели астронавты «Аполлона-12» над лунным горизонтом?[/b] 20053[b]Восковой блокнот на латыни и шёлковая туалетная бумага: кто посещал средневековый... 20052[b]Хантавирус на борту: 41 человек под наблюдением после рейса MV Hondius[/b] 20051[b]Зелёные камни в пещере Пиренеев: четыре тысячи лет медной металлургии[/b]
Ссылка