Квантовое превосходство с использованием программируемого сверхпроводящего процессора
Quantum supremacy using a programmable superconducting processor
2019-10-23
SCID: 54.1/bkn4wada
Discuss with AI
53 кубитапроцессор Sycamoreпрограммируемые сверхпроводящие кубитыквантовое превосходствовыборка схем квантовых вентилей
Figures from the paper
Abstract (AI)
Квантовые компьютеры обещают, что определённые вычислительные задачи могут выполняться на квантовом процессоре экспоненциально быстрее, чем на классическом. Фундаментальная задача заключается в создании высокоточного процессора, способного запускать квантовые алгоритмы в экспоненциально большом вычислительном пространстве. В данной работе мы сообщаем об использовании процессора с программируемыми сверхпроводящими кубитами для создания квантовых состояний на 53 кубитах, что соответствует вычислительному пространству размерности 2^53 (примерно 10^16). Замеры в повторяющихся экспериментах выбирают значения из полученного распределения вероятностей, которое мы проверяем с помощью классических симуляций. Наш процессор Sycamore затрачивает около 200 секунд, чтобы сделать миллион выборок для одного экземпляра квантовой схемы — по нашим бенчмаркам эквивалентная задача на современном классическом суперкомпьютере заняла бы примерно 10 000 лет. Это драматическое ускорение по сравнению со всеми известными классическими алгоритмами является экспериментальной реализацией квантового превосходства для данной вычислительной задачи и знаменует появление давно ожидаемой вычислительной парадигмы.
Key Findings
1
Программируемый сверхпроводящий процессор (Sycamore) создал квантовые состояния на 53 кубитах, охватывая пространство размерности 2^53 (~10^16).
2
Авторы оценивают, что эквивалентная задача на современном классическом суперкомпьютере заняла бы примерно 10 000 лет.
3
Повторные измерения выбирают распределение вероятностей выхода процессора, которое было проверено с помощью классических симуляций.
4
Sycamore потребовал около 200 секунд для одного запуска квантовой схемы, выборки выполнены миллион раз.
5
Этот эксперимент является лабораторной реализацией квантового превосходства для конкретной задачи выборки, продемонстрированной в работе.
Research Object
Программируемый сверхпроводящий квантовый процессор Sycamore с 53 кубитами
Research Subject
Демонстрация квантового превосходства через выборку выходного распределения вероятностей случайных квантовых схем на 53‑кубитном процессоре и сравнение времени выборки с возможностями классических суперкомпьютеров
Publication Details
Publication Date
2019-10-23
Journal
Publisher
ISSN
Open access PDF
Access Type
Author Information
Download PDF
Subscribe to digest