Fisikawan China Tantang Kehebatan Kuantum Google

Probabilitas mendeteksi boson pada posisi tertentu dapat dihitung dari persamaan di banyak faktor yang tidak diketahui.

200 Detik
Tetapi perhitungan dalam kasus ini adalah '# P-hard problem', yang bahkan lebih sulit daripada masalah NP-hard yang terkenal rumit, di mana jumlah solusi meningkat secara eksponensial dengan jumlah variabel. Untuk puluhan boson, Aaronson dan Arkhipov menunjukkan bahwa tidak ada jalan pintas klasik untuk perhitungan yang sangat panjang.

Komputer kuantum, bagaimanapun, dapat menghindari kalkulasi brute-force dengan mensimulasikan proses kuantum secara langsung -memungkinkan boson untuk mengganggu dan mengambil sampel distribusi yang dihasilkan. Untuk melakukan ini, Pan dan rekannya memilih untuk menggunakan foton sebagai qubit-nya. Mereka melakukan tugas tersebut pada komputer kuantum fotonik yang bekerja pada suhu kamar.

Mulai dari pulsa laser, para peneliti mengkodekan informasi dalam posisi spasial dan polarisasi keadaan foton tertentu -orientasi medan elektromagnetik foton. Status ini kemudian disatukan untuk mengganggu satu sama lain dan menghasilkan distribusi foton yang mewakili keluaran.

Tim tersebut menggunakan detektor foto yang mampu mendaftarkan foton tunggal untuk mengukur distribusi itu. Ini pada dasarnya menyandikan kalkulasi yang sangat sulit dilakukan secara klasik.

Dengan cara ini, Pan dan rekannya dapat menemukan solusi untuk masalah pengambilan sampel boson dalam 200 detik. Mereka memperkirakan ini akan memakan waktu 2,5 miliar tahun untuk menghitung superkomputer TaihuLight China - quantum advantage sekitar 1014.

Masalah Praktis
"Ini adalah pertama kalinya quantum advantage telah didemonstrasikan menggunakan cahaya atau fotonik," kata Christian Weedbrook, Kepala Eksekutif Startup Komputasi Kuantum Xanadu di Toronto, Kanada, yang berusaha membangun komputer kuantum praktis berdasarkan fotonik.

Walmsley menilai klaim keunggulan kuantum ini meyakinkan. “Karena (percobaan) sangat dekat dengan skema Aaronson – Arkiphov asli, kecil kemungkinannya algoritma klasik yang lebih baik dapat ditemukan,” katanya.

Namun, Weedbrook menunjukkan bahwa hingga saat ini, dan berbeda dengan Sycamore Google, sirkuit fotonik tim China tidak dapat diprogram, jadi pada titik ini "tidak dapat digunakan untuk memecahkan masalah praktis".

Tetapi dia, jika tim mampu membangun sebuah chip yang dapat diprogram cukup efisien, beberapa masalah komputasi yang penting dapat diselesaikan. :Di antaranya, memprediksi bagaimana protein menempel satu sama lain dan bagaimana molekul bergetar," kata Lu.