Компаније „Гугл“ и „ИБМ“ у сукобу око квантне надмоћи

Компанија „Гугл“ је у уторак објавила да је достигла „квантну надмоћ“. Ипак, њен највећи квантни ривал, компанија „ИБМ“, каже да то није тачно. Неслагање произилази из саме дефиниције појма квантне надмоћи. У уторак ујутру, стручњаци из компаније „Гугл“ званично су објавили да су постали део рачунарске историје. Или нису. Зависи кога питате. Технолошки гигант је објавио да је достигао дуго очекивану прекретницу познату како квантна надмоћ, тренутак кад квантни рачунар може да обави прорачун који ниједан обични рачунар не може. Компанија је у извештају навела да је такав подвиг обавила на напредној машини чији је шифровани назив Сикамор. Иако квантни рачунари још не могу да обаве неке корисне ствари, резултат показује да у обављању неких задатака имају потенцијалну предност над обичним рачунарима. У последњем часу, главни квантни ривал компаније „Гугл“ упозорио је да ниво квантне надмоћи још није достигнут. У извештају који је компанија „ИБМ“ у понедељак поставила на интернет налазе се докази да најмоћнији супер рачунар на свету једва може да одржи корак са новом квантном машином из Гугла. Због тога је „ИБМ“ упозорила да се изјава гиганта мора узети са резервом.

Дакле, због чега је настала цела збрка? Зар не би један такав важан догађај требало да представља недвосмислено достигнуће? Та епизода нас подсећа на чињеницу да све научне револуције не почињу као прасак грома – и да, посебно, квантна надмоћ укључује много више нијанси него што може да стане у новински наслов. Развој квантних рачунара траје већ деценијама. И док обични или класични рачунари обављају израчунавања користећи битове – низове јединица и нула – квантни рачунари шифрују информације користећи квантне битове, или кјубитове, који се понашају према чудним правилима квантне механике. Квантни рачунари имају за циљ да обуздају и искористе та својства да би брзо обавили израчунавања која увелико превазилазе капацитет обичног рачунара. Ипак, годинама се квантни рачунари боре да досегну снагу израчунавања коју има обични калкулатор.

Теоријски физичар на Калифорнијском технолошком институту Џон Прескил је 2012. године увео израз „квантна надмоћ“ да би описао тренутак кад ће квантни рачунар коначно успети да превазиђе чак и најбољи супер рачунар. Термин је убрзо прихваћен, али стручњаци имају различите ставове о његовом значењу. И тако смо дошли у ситуацију у којој гигант каже да је достигао квантну надмоћ, а компанија „ИБМ“ то пориче. Пре него што објаснимо шта је квантна надмоћ, требало би да разјаснимо шта термин не значи, а то је тренутак кад квантни рачунар обави израчунавање које не може да обави обични рачунар. У ствари, класични рачунар може да обави било које израчунавање које може обавити и квантни рачунар, али много касније. Уместо тога, многи стручњаци тумаче квантну надмоћ као тренутак кад квантни рачунар обави израчунавање које обични рачунар, практично, никад не може да обави. Ту се налази главни разлог неспоразума између „Гугла“ и „ИБМ-а“, јер је „практично“ у том случају врло нејасан концепт.

„Гугл“ је у свом извештају објавила да је њеном Сикамор процесору потребно 200 секунди да обави израчунавање које најбољи светски супер рачунар може да изврши за 10.000 година, а то није практичан временски оквир. Међутим, компанија „ИБМ“ тврди да њем рачунар Самит, који испуњава просторију величине два кошаркашка игралишта у Националној лабораторији у Оук Риџу у Тенесију, може да обави израчунавање за 2,5 дана. Компанија „Гугл“ остаје при својој процени од 10.000 година, иако неколицина рачунарских стручњака каже да је „ИБМ“ у праву у својој тврдњи. Под претпоставком да су у праву, поставља се питање да ли је то практичан временски оквир. Можда и јесте за извршавање неких задатака, али за друге свакако није. Због тога, кад стручњаци говоре о квантној надмоћи, обично имају много прецизнију замисао на уму.

Рачунарски стручњаци праве разлику између програма који се обављају у брзом полиномном времену и спором експоненцијалном времену. Брзи програми су брзи чак и онда кад треба да се баве заиста великим бројем. Спори програми решавају експоненцијално брзо како се величина задатка који сте им задали повећава. У свом извештају компанија „Гугл“ је показала да њен 53-кјубитни квантни рачунар обавља одређено специјализовано израчунавање у брзом полиномном времену. При том, не постоји ниједан доказ да било који класични рачунар може обавити исти задатак ни у једном другом, осим у споријем експоненцијалном времену, а то је много важније од временског оквира. Дакле, није важно да ли се задатак обавља за 2,5 дана или 10.000 година.

Битно је да машина компаније „Гугл“ решава проблем израчунавања на суштински другачији начин од оног који може да користи било који класични рачунар. Дакле, разлика је у томе што, кад год њен рачунар порасте бар за један кјубит, класични рачунар мора да буде двоструко већи да би одржао корак. Кад квантни рачунар достигне 70 кјубита – вероватно током наредне две године – класични супер рачунар би морао да нарасте до величине целог града да би га достигао. Постоји и једно занимљиво поређење. Наиме, веза између класичног и квантног рачунара много личи на везу између Гарија Каспарова и супер рачунара Дееп Блуе компаније „ИБМ“. Каспаров је могао да води извесно време, али ускоро је било сасвим јасно да ће га његов супарник, алгоритам, сурово поразити.

Рачунарски факултет Рачунарски факултет 011-33-48-079