Нов стандард ги открива ограничувањата на квантните компјутери

Квантните компјутери веќе не се само теоретска идеја, но нивната практична моќ сè уште е далеку од решавање на најсложените научни и технолошки проблеми. Нов тест, наречен Quantum Universal Operation Performance System (QUOPS), овозможува директна споредба на различни квантни системи.

Методот, развиен од тим предводен од Sandia National Laboratories, не ги оценува само бројот на кубити или грешките при поединечни операции. Наместо тоа, извршува рандомизирани обрасци на операции што ги претставуваат квантните кола потребни за релевантни пресметки. Резултатот покажува колку големи кола може успешно да изврши еден систем и со која брзина.

Тестирањето на уреди од Google, IBM и Quantinuum открило значителни разлики. Процесорот Helios-1 на Quantinuum, базиран на заробени јони, обработил најголеми кола и постигнал резултат над 1.500 QUOPS. Неговата предност е флексибилната архитектура, која овозможува секој кубит да комуницира со друг, иако преместувањето на јоните ја намалува брзината.

Суперпроводливите процесори на Google и IBM користат кубити распоредени во фиксна мрежа. Таквата поставеност ја ограничува комуникацијата и резултира со вредности од околу 200 QUOPS, но овие системи работат многу побрзо. Процесорот Willow на Google достигнал околу 20 милиони операции во секунда.

Сепак, брзината сама по себе не е доволна. За задачи како моделирање сложени молекули или пробивање на RSA-2048 шифрирањето, потребни се проценети 250 до 340 милиони QUOPS. Највисокиот измерен резултат на физички хардвер е 1.824 QUOPS, што значи дека денешните машини заостануваат приближно 100.000 пати.

За да се надмине оваа разлика, ќе бидат потребни значително помали стапки на грешки, повеќе физички кубити и поефикасни архитектури. Истражувањето укажува дека развојот мора да напредува кон отпорни на грешки квантни компјутери, а QUOPS може да послужи како транспарентна мерка за следење на тој напредок.