Hech kim gapirmayotgan kvant simulyatsiyasi yutug'i

Tasavvur qiling: olimlar hozirgina mavjud bo'lmagan kvant kompyuterini simulyatsiya qilishdi. Buni esa Yevropaning birinchi eksaskal superkompyuteri JUPITERda amalga oshirdilar. U yaqinda ishga tushgan.

Bu oddiy gap emas. Nega bunchalik muhim ekanini tushuntiray.

Nega kvant kompyuterlarini "soxta" quramiz?

Hozirgi kvant kompyuterlari hali bolalik bosqichida. Kuchli, lekin cheklangan va beqaror. Ularga faqat bir necha tashkilot kiradi. Yangi kvant algoritmlarini sinab ko'rish uchun nima qilamiz? Oddiy kompyuterlarda simulyatsiya qilamiz.

Bu uchuvchi simulyatorlariga o'xshaydi. Uchuvchiga haqiqiy samolyot bermaymiz, avval simulyatsiyada mashq qildirib, keyin haqiqiyga o'tkazamiz. Xuddi shunday. Bu simulyatsiyalar orqali yuk tashish yo'llarini topamiz (logistika), molekulalarni bashorat qilamiz (kimyo) yoki investitsiyalarni optimallashtiramiz (moliya).

Qiyinchilik eksponentsial o'sadi

Simulyatsiya qilish qiyinligi har bir qutrit qo'shilsa, eksponentsial kuchayadi.

1 qutrit? Oson. 30 qutrit? Yaxshi kompyuterda mumkin. 50 qutrit? 2 petabayt xotira kerak. Bu 2 million gigabayt! Oddiy noutbukda 500 gigabayt bo'lsa, 4000 ta noutbuk kerak bo'ladi.

50 qutritda 2 kvadrillion murakkab sonlarni kuzatish lozim. Hammasi minglab protsessorlarda sinxron bo'lishi shart. Bitta xato – hammasi buziladi. Bu 2 kvadrillion odam bilan bir vaqtda gaplashishga o'xshaydi, hammasi bir og'zaki gapirishi kerak.

Sir – GPU va CPU hamkorligi

JUPITER qanday uddaladi? NVIDIA GH200 Superchip'lari yordamida. Ular CPU (oddiy protsessorlar) va GPU (matematikada kuchli grafik protsessorlar) orasida ko'prik vazifasini bajaradi.

GPU xotirasi to'lsa, ma'lumotni tezda CPUga o'tkazadi. Bu stol yonida shkaflar borligiga o'xshaydi – to'lsa, shkaftdan olib ishni davom ettirasan.

JUQCS dasturi shu hybrid usulga moslashtirildi. Byte-encoding bilan ma'lumotni 8 barobar siqishdi. Masalan, "taxminan" so'zini "~" belgisi bilan almashtirgandek.

Bu nafaqat rekord (lekin biroz shunday ham)

Asl mohiyati – haqiqiy kvant kompyuterlari hal qila olmaydigan masalalarni yechish. Kelajakning old ko'rinishi.

Boshqa olimlar JUNIQ orqali bu vositadan foydalanadi. Superkompyuterlarni solishtirish mezoniga aylanadi: "Sening kompyutering 50 qutrit simulyatsiyasidan tezmi?"

Kengroq ko'rinish

Menga eng ta'sirli narsa – apparat va dastur birgalikda yaratilgani. NVIDIA va Jülich olimlari JUPITER qurilishida birga ishladilar. Keyin emas, boshidan.

Bu hamkorlik yutuqdan ham muhimroq. Mavjud bo'lmagan kvant kompyuterini simulyatsiya qildik, chunki oldindan tushunib olsak, haqiqiy apparat yaxshiroq bo'ladi. Bu sekin, lekin samarali ish – ilmni oldinga suradi.

Kelajakka shunday tayyorgarlik qilish zo'r.