Kétségbe vonták egy kvantumszámítógép sebességét

Egy új akadémiai tanulmány kétségeket vetett fel egy kereskedelmi forgalomban lévő kvantumszámítógép teljesítményével kapcsolatban.

Egy svájci kutatócsoport által elvégzett tesztek során a D-Wave Two kvantumszámítógépnek nem sikerült gyorsabban elvégeznie a számításokat az ellenfeléül kijelölt hagyományos asztali számítógépnél. A kutatók véletlenszerű matematikai problémákkal állították szembe a két gépet.

Az összehasonlító teszt nem találta bizonyítottnak, hogy a 15 millió dolláros D-Wave gép hasznosítva a kvantummechanikát, gyorsabban számolna egy optimalizált algoritmusokkal felfegyverzett hagyományos gépnél. A csapat ugyanakkor csak egy számítási probléma-típust vizsgált, ezért nem kizárt, hogy a D-Wave jobban teljesít más feladatokban. A tanulmány publikálásra vár, a lektorálási folyamat azonban még nem zajlott le. A D-Wave gyártója a BBC-nek elmondta, a kutatók olyan feladatokat adtak gépüknek, melyben a kvantumszámítógépek nem tudják kamatoztatni előnyeiket a klasszikus gépekkel szemben.

Mint tudjuk a kvantumszámítógépek gyors és összetett számításokat ígérnek, kiaknázva a kvantummechanika alapelveit. A hagyományos számítógépek esetében az adatbitek egyesek és nullák sorozatában tárolódnak, míg egy kvantumrendszerben az úgynevezett "kubitek" egyidejűleg lehetnek egyesek és nullák, lehetővé téve több számítás egyidejű elvégzését. A kisméretű, laboratóriumi kvantumszámítógépek csupán korlátozott számú kubittel rendelkeznek, egy nagyobb változat megépítése ugyanakkor hatalmas mérnöki kihívás. Innen is ered a kanadai D-Wave Systems iránti szkepticizmus, ami egyébként sem a kvantumszámítás általános módszerét alkalmazza.


Mindenesetre tavaly két egymástól független tanulmány is közvetett bizonyítékokat állapított meg az összefonódásként ismert kvantumhatásra a számítógépekben. Egy harmadik tanulmányban Catherine McGeosh, a massachusettsi Amherst Főiskola kutatója, a D-Wave konzultánsa megállapította, hogy a gép egyes teszteken 3600-szor gyorsabb egy asztali számítógépnél. Ugyancsak tavaly érkezett a bejelentés, miszerint a Google és a NASA közösen beszerzett egy folyékony héliumhűtésű processzorral felszerelt D-Wave Two-t, amit az űrügynökség kaliforniai Ames Kutató Központjában helyeztek üzembe.

A legfrissebb kutatásban Matthias Troyer és kollégái a svájci ETH Zürich intézetből véletlenszerű matematikai problémákkal bombáztak egy másik D-Wave gépet, ami a Lockheed Martin tulajdonában van. Az ellenfél egy asztali számítógép volt. A csapat eredményei szerint egyes esetekben a D-Wave Two gyorsabb volt a "klasszikus" számítógépnél, de akadtak olyan problémák is, amiket lassabban oldott meg. Összességében Troyer professzor csapata nem találta bizonyítottnak a D-Wave "kvantumgyorsulását".

"Az 512 kubites processzor, amit a mostani teljesítményvizsgálati tanulmánynál használtak, képes volt felvenni a versenyt és megfelelni a legmodernebb klasszikus algoritmusoknak és számítógépeknek, annak ellenére hogy ki lett mutatva, ezek a teljesítményvizsgálati problémák nem kamatoztatnak a kvantum sebességnövekedésből" - vette védelmébe rendszerét Jeremy Hilton, a D-Wave processzor fejlesztési alelnöke. Ezt egyébként Troyer is elismeri tanulmányában. "Eredményeink egy adott teljesítményvizsgálat alapján nem zárják ki a gyorsulás lehetőségét más problémaosztályok esetében, csupán azt tükrözik, hogy a kvantumgyorsulás nehezen megfogható és függ a feltett kérdéstől" - olvasható a svájci csapat által benyújtott írásban.

"A D-Wave technológiájának fontos eleme a termékstratégia és az előretekintés. Maximálisan összpontosítunk a gép teljesítményére, hogy megértsük a technológia működését, ezáltal folytatva a fejlesztést és valós problémákat oldva meg" - nyilatkozott Hilton a BBC-nek. "Vevőink a valós világ problémáit szeretnék megoldani, amire a klasszikus számítógépek kevésbé alkalmasak és gyakran sokkal összetettebbek, mint amiket a teljesítményvizsgálati tesztekből kiolvashatunk." A D-Wave Systems tájékoztatása szerint jelenleg egy 1000 kubites processzorral kísérleteznek laboratóriumukban, amit terveik szerint már idén bemutatnának.