IBM:s kvantdator klarade en beräkning på 15 minuter – klassiska datorer hade behövt "för evigt"
Okej, jag måste berätta om något som precis hände inom kvantdatorvärlden, och ärligt talat? Jag är lite lyrisk.
IBM och forskare vid University of Chicago meddelade att deras kvantdator löst en beräkning på ungefär 15 minuter. Samma beräkning? Klassiska datorer skulle behöva en absurt lång tid – vi pratar så länge att det praktiskt taget är för evigt.
Så... är detta kvantöverlägsenhet? Fördel? Vad ska vi kalla det?
Du kanske minns "kvantöverlägsenhet" för några år sedan när Google påstod sig ha uppnått något liknande. Här är grejen – det var kontroversiellt. Kritiker pekade på att kvantdatorn visserligen gjorde något klassiska datorer inte kunde, men "problemet" den löste var faktiskt inte användbart för något. Det var mest show.
Det som gör IBM:s nyhet annorlunda är att de pratar om "kvantfördel" – och jag tycker det är rätt ramverk. De gjorde inte bara något svårt. De gjorde något svårt OCH de har börjat knäcka verifieringsproblemet. Vilket leder mig till nästa punkt...
Verifieringsproblemet (eller: Hur litar man på en kvantdator?)
Här är en hjärnbrytande paradox inom kvantdatorer: hela poängen är att lösa problem som är för svåra för klassiska datorer. Men om en klassisk dator inte kan lösa det... hur vet vi att kvantdatorn fick rätt svar?
Det här har varit ett riktigt huvudbry för fältet. Du kan köra en kvantberäkning, men om du inte har något sätt att kontrollera arbetet – hur vet du att det inte var svammel?
IBM-teamet tacklade detta smart. De utvecklade en ny metod som håller problemet tillräckligt svårt för att vara genuint kvantiskt (så klassiska datorer fortfarande har problem), men lägger till tillräckligt med struktur för att de faktiskt kan kontrollera om fel smugit sig in under beräkningen.
Professor Bill Fefferman vid University of Chicago uttryckte det bra: "Verifiering förblir en av de största utmaningarna för att fastställa experimentell kvantfördel." Och det var precis det de tog sig an.
Felkorrigeringsmagin
Här blir det riktigt imponerande ur ett ingenjörsperspektiv.
Teamet arbetade med 70 logiska qubits. Om du är ny på det här kanske du tänker "vänta, är inte en qubit bara en qubit?" – men nej. Dessa är inte råa, bräckliga qubits. De är logiska qubits, vilket innebär att de kodats på ett smart sätt som hjälper till att skydda kvantinformationen från fel och brus.
Tänk på det så här: istället för att lita på ett skört ägg, bevakar du en noggrant arrangerad grupp ägg där systemet kan upptäcka och korrigera om ett spricker.
Med dessa 70 logiska qubits utförde de över 2 400 två-qubit-operationer och nästan 500 T-grindar. Det är en hel del kvantgymnastik. Och resultaten? De logiska felen var 10 gånger lägre än de underliggande fysiska felen.
Det är en stor grej. Det betyder att felkorrigeringen faktiskt fungerar i skala.
Vad betyder detta egentligen?
Jag tänker inte låtsas att detta betyder att kvantdatorer snart ersätter din laptop. Vi är fortfarande very much i forskningsfasen, och "löser klassiskt ohanterliga problem" är inte samma sak som "löser problem som hjälper mänskligheten."
Men här är vad som gör mig exalterad: vi bevittnar hur grunden byggs. IBM:s Jay Gambetta sa något som fastnade hos mig – "Vi befinner oss nu stadigt i kvantfördelns era."
Och jag tycker han har rätt att vara bullish. Vi gör inte bara kvantdatorer som kan göra svåra saker. Vi gör sådana som gör svåra saker pålitligt, och – avgörande – vi kan verifiera att de gör dem korrekt.
Det är trifektan right there: hastighet, pålitlighet och trovärdighet.
Kretsarna och resultaten från detta experiment delas offentligt via Quantum Advantage Tracker, vilket betyder att andra forskare kan studera dem, bygga vidare på dem och driva fältet framåt snabbare.
Min syn
Jag har följt kvantdatorer i åratal, och det har funnits mycket "fem år bort"-energi runt det. Men ibland händer något som får mig att tänka: åh, okej, det här håller faktiskt på att utvecklas.
Det här känns som ett av de ögonblicken.
Kombinationen av skala (70 logiska qubits), prestanda (10 gånger felreduktion) och verifiering (faktiskt kunna lita på resultaten) – det är inte bara stegvis framsteg. Det är meningsfulla framsteg.
Jag kommer att bevaka vad som kommer härnäst. Och ärligt? Jag är försiktigt optimistisk att vi äntligen börjar se kvantdatorer mogna.