20 июня 2022

Новый программируемый фотонный процессор системы Borealis продемонстрировал квантовое превосходство

Группа исследователей из американского Национального Института Стандартов и Технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) и канадской компании Xanadu Quantum Technologies объявила о том, что их квантовая вычислительная система под названием Borealis продемонстрировала квантовое превосходство при вычислениях задачи бозонной выборки. Напомним, что под термином "квантовое превосходство" подразумевается возможность квантовой вычислительной системы быстро решать столь сложные и специфические задачи, с которыми не могут справиться традиционные компьютеры за приемлемые сроки.

Реализация гауссовской бозонной выборки была решена при помощи фотонной квантовой системы, в основе которой лежит программируемый фотонный процессор, использующий фотоны света в качестве кубитов. Эта машина производит начальную подготовку состояний фотонов-кубитов, направление их через сеть разделителей лучей (собственно фотонный процессор) и подсчета количества фотонов, попавших в активную зону специального детектора.

Отметим, что предыдущие варианты реализации подобного были способны оперировать 76 - 113 фотонами-кубитами, система же Borealis смогла обработать 219 фотонов на пике производительности, а среднее количество обрабатываемых фотонов составило 125, что само по себе является значительным достижением.

Для решения задачи бозонной выборки с таким количеством фотонов системе Borealis потребовалось всего 36 микросекунд времени, в то время, как традиционному компьютеру, согласно теоретическим расчетам, для решения этой же самой задачи потребовалось бы приблизительно 9 тысяч лет. Более того, исследователи провели проверку результатов, выданных системой Borealis. Эта проверка показала, что все выданные результаты являются правильными, и это является еще одним доказательством демонстрации квантового превосходства.