Специалистам компании IBM удалось рассчитать модель 56-кубитового квантового компьютера на обычном суперкомпьютере - «Наука и технологии»

В активах известной компании IBM уже имеется функционирующая модель 56-кубитового квантового компьютера, расчеты которой вполне по силам современным компьютерам. Для расчетов этой модели потребовалось 4.5 терабайта памяти, в то время, как для расчетов модели 45-кубитного компьютера, проведенных ранее специалистами Швейцарского федерального технологического института (Swiss Federal Institute of Technology, ETH), требовалось в свое время целых 500 терабайт памяти.

Успех расчетов модели квантовой системы с большим количеством кубитов стал возможным благодаря грамотному разбиению всей модели на примитивы, каждый из которых обсчитывался отдельным процессором суперкомпьютера. Это позволило эффективно задействовать в расчетах множество параллельно работающих процессоров.

"Специалисты компании IBM попытались выйти за границы возможного" - рассказывает Итей Хен (Itay Hen), ученый из университета Южной Калифорнии, - "А в будущем они намерены сделать еще более важный для людей шаг - продемонстрировать так называемое реальное "квантовое превосходство" универсальных квантовых вычислительных систем".

Заключительное квантовое состояние вычислительной системы было рассчитано последовательно по частям, для вычисления каждой части требовались расчеты 2^38 квантовых амплитудных значений. В общей сложности были выполнены расчеты 2^11 частей из 2^19 возможных вариантов. А окончательное состояние 56-кубитной квантовой системы содержалось в самой последней части, состоящей из данных о 2^37 квантовых амплитудных значениях.

Результаты, описывающие заключительное квантовое состояние системы, были получены в результате двух дней работы суперкомпьютера Vulcan Blue Gene/Q Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory). Это время потребовалось не только для расчетов модели 56-кубитового квантового компьютера, но и для дополнительных расчетов некоторых вещей из смежных областей. Всего в этой работе было задействовано 4096 вычислительных узлов суперкомпьютера, каждому из которых было выделено по 64 терабайта памяти.

И в заключение следует отметить, что успешные расчеты модели 56-кубитового компьютера показали несостоятельность предположения о том, что с теоретической точки зрения даже самые мощные современные суперкомпьютеры не смогут справиться с расчетами модели квантовой системы с количеством кубитов, превышающим 49.