Google gör anspråk på kvantberäkning, IBM säger inte så snabbt

Google påstår sig ha gjort ett genombrott inom kvantberäkning med ett experiment som visar tekniken som utför en beräkning som traditionella processorer aldrig realistiskt kan uppnå.

Forskningen, som ursprungligen publicerades och sedan avpublicerades förra månaden, har tagit rubriker över hur Google påstås ha uppnått “kvantöverhöghet” eller när en kvantdator kan lösa ett problem som våra nuvarande datorer inte kan.

Så vilket problem löstes exakt? Tja, ingenting egentligen. Googles experiment innebar i princip att köra ett benchmarktest på en kvantdator och jämföra prestanda med en klassisk superdator. Resultatet: Företagets experimentella system, kallat Sycamore, kunde utföra en beräkning som skulle ha tagit världens snabbaste superdator 10 000 år att beräkna på 200 sekunder.

Även om experimentet innebar ett riktmärketest, visar prestationen att tekniken fungerar och kan uppnå enorma hastighetsvinster jämfört med klassiska datorer, säger Googles VD Sundar Pichai. Han går så långt för att beskriva forskningen som att mänskligheten lanserar de första raketerna i rymden.

“På den tiden frågade vissa: Varför gå ut i rymden utan att komma någonstans till nytta? Men det var en stor första för vetenskapen eftersom det gjorde det möjligt för människor att föreställa sig en helt annan resa,” skrev han i ett blogginlägg idag. “Det är vad denna milstolpe representerar för världen av kvantberäkning: ett ögonblick av möjlighet.”

Men inte alla köper hype. IBM har regnat på Googles parad genom att hävda att en traditionell superdator faktiskt kan dra av Googles kvantöverhöghetsexperiment; allt som behövs är ett mer lagringsutrymme för att simulera en kvantberäkning.

“Vi hävdar att en idealisk simulering av samma uppgift kan utföras på ett klassiskt system på 2,5 dagar och med mycket större trohet,” sa IBM i ett blogginlägg tidigare sin vecka. “Detta är i själva verket en konservativ värsta uppskattning”, tillade företaget.

Vad är en kvantdator?

Tvisten mellan Google och IBM – som har arbetat hårt på sin egen kvantdator – handlar om hur tekniken fungerar. Klassiska datorer på grundnivå körs på binär kod eller 1s och 0s. Den elektriska signalen som strömmar genom datorns transistorer växlar ständigt mellan dessa binära siffror, som kan sys i strängar för att representera mer komplexa datorinstruktioner.

En kvantdator, däremot, tappar in i ett konstigt men grundläggande fenomen inom kvantmekanik, där en subatomär partikel kan inta flera positioner. Att göra kvantvärlden ännu konstigare är hur partiklar kan fastna. Positionen för en elektron kan påverka en annans position och vice versa, även om de kan vara långt ifrån varandra.

Att bygga en dator kring dessa koncept kan göra det möjligt för en maskin att gå bortom binär och beräkna operationer med exponentiellt högre hastigheter. Som ett resultat har en kvantdator löftet att utföra miljontals beräkningar på en gång när en klassisk dator är begränsad till att göra en beräkning i ett enda ögonblick.

Men en stor utmaning inför nästa generations teknik är att försöka tillämpa kvantdatorer på verkliga problem när befintliga datorer i allmänhet kan göra samma jobb. Till exempel är dagens superdatorer redan utplacerade för att göra komplexa simuleringar, såsom kärnkraftsprovning, för vetenskaplig forskning.

Det är därför som IBM avvisar Googles påstående att det uppnådde kvantöverhöghet. “En rubrik som innehåller en viss variation av” Quantum Supremacy Achieved “är nästan oemotståndlig att skriva ut, men det kommer oundvikligen att vilseleda allmänheten”, skrev företagets forskare för kvantbearbetning i sitt blogginlägg.

“Först för att målet, som vi argumenterar ovan, inte har uppnåtts genom sin strängaste definition. Men mer grundläggande, för att kvantdatorer aldrig kommer att regera” högsta “över klassiska datorer utan snarare kommer att arbeta tillsammans med dem, eftersom var och en har sina unika styrkor, “tillade de.

Varför Googles strategi fortfarande är viktig

Allt sagt är Googles kvantdator fortfarande en imponerande prestation, enligt expert för kvantberäkning, Scott Aaronson, professor vid University of Texas i Austin. Han pekar på den tid som krävs för Googles system för att slutföra riktmärket mot en traditionell superdator. “Tre minuter mot 2,5 dagar är fortfarande en kvantupphöjning med en faktor på 1200”, skrev han i ett blogginlägg och diskuterade forskningen.

Aaronson jämför tvisten med hur Garry Kasparov berömt tävlade mot en dator, IBMs Deep Blue, i schack för att så småningom förlora i en omspel 1997. I det här fallet spelar IBM ironiskt nog rollen som Kasparov medan Googles kvantdator är Deep Blue. Visst, en traditionell dator kan slåss, men i slutändan kommer kvantdatorn att regera högsta.

“Som Kasparov själv väl visste, innebar själva det faktum att tävlingen innebar att mänsklig dominans på något sätt upphörde”, skriver Aaronson.

Trots IBMs kritik säger Google att de är övertygade om att företagets prestation kan tillämpas på verkliga datorer inom en snar framtid. Tanken är att i huvudsak använda tekniken för vetenskaplig forskning genom att låta forskare testa nya mönster eller teorier i hyperrealistiska simuleringar som bara en kvantdator kan köra.

“Kvantberäkning ger oss bästa möjliga chans att förstå och simulera den naturliga världen på molekylär nivå,” sade Pichai. “Med detta genombrott är vi nu ett steg närmare att använda kvantberäkning för att till exempel designa mer effektiva batterier, skapa gödselmedel med mindre energi och ta reda på vilka molekyler som kan göra effektiva läkemedel.”

Google planerar att göra Sycamore-kvantprocessorn tillgänglig för forskare och företag som är intresserade av att utveckla faktiska applikationer. Teknikjätten säger att den också investerar mer resurser i en byggnad av en ny “feltolerant” kvantdator så snabbt som möjligt så att den kan användas för inte bara en, utan en mängd verkliga applikationer.