Компьютер D-волны, проданный как инновационная квантовая машина, управляющая кругами вокруг стандартных компьютеров, решает проблемы не быстрее, чем обычный конкурент, новое испытание показывает. Некоторые исследователи называют испытание спорного устройства, описал онлайн сегодня в Науке, самое справедливое сравнение все же.
Но D-волна утверждает, что вычисления, используемые в исследовании, были слишком легки для показа то, что может сделать его новый жареный картофель.«Это вероятно самое полное и точное исследование, сделанное на производительности машины D-волны», говорит Гельмут Кэцгрэбер, вычислительный физик в Техасе университет A&M, Колледж-Стейшен, кто не был вовлечен в работу. Однако Колин Уильямс, квантовый программист и директор D-волны по развитию бизнеса, говорит проблемы, используемые, поскольку оценки не были «нисколько правильным выбором для исследования квантового ускорения».
Системы D-волны, запуск в Бернаби, Канада, продали машины Lockheed Martin Corp. и Google. Компания утверждала, что более ранняя версия ее машины за $10 миллионов была в 35,500 раз быстрее, чем обычный компьютер.
Однако для испытания машины D-волны Мэттиас Тройер, физик в швейцарском федеральном Технологическом институте, Цюрих и коллеги только участвовал в гонках он против обычного компьютера. Вместо этого они измерились, как время должно было решить проблему увеличения с размером проблемы. Это является ключевым, потому что вся эта мысль позади квантовых вычислений состоит в том, что время будет расти намного более медленно для квантового компьютера, чем для обычного. В частности полноценный «универсальный» квантовый компьютер должен быть в состоянии учесть огромные числа еще быстрее, чем обычный компьютер, когда размер чисел растет.
Машина D-волны не является универсальным квантовым компьютером, однако, а более ограниченной «квантовой установкой для отжига». Его процессор состоит из 2D множества квантовых битов или кубитов, сделанных из петель сверхпроводимости, несущих электрические токи.
Кубиты действуют как крошечные магниты, которые могут подчеркнуть, вниз, или — благодаря квантовой странности — оба вверх и вниз одновременно. Каждый кубит может взаимодействовать с определенными другими через компоновщиков, которые могут быть запрограммированы так, чтобы кубиты могли понизить свою энергию путем обращения или в том же направлении или в противоположных направлениях.
Идея состоит в том, чтобы закодировать проблему путем определения сотен взаимодействий в чипе и решить его путем считания самой низкой энергии кубитов «стандартным состоянием».Чтобы сделать это, машина запускается с каждого кубита в изменчивом государстве и медленно включает взаимодействия. Система тогда ищет самое низкое энергетическое государство, как мраморное вращение через развивающийся энергетический пейзаж для нахождения самой глубокой долины. В неквантовом устройстве покачивание тепловой энергии вело бы мрамор по ландшафту к низкому пятну посредством процесса названным тепловым отжигом.
В машине D-волны, однако, мрамор, предположительно, также «туннельный» квант механически между низкими пятнами для нахождения самого низкого быстрее. Для проблем, таких как распознавание образов или машинное изучение, которое могло бы дать квант, обрабатывают край машинным способом.Но чип D-волны действительно более быстр, чем стандартный компьютер?
Для обнаружения Тройер и Дэниел Лидэр, физик в университете южной Калифорнии в Лос-Анджелесе, проверили машину Lockheed Martin против стандартного компьютера, запрограммированного для моделирования теплового отжига. Для хранения вещей простыми для чипа D-волны они не попросили, чтобы он сделал практические вычисления. Вместо этого они просто устанавливают взаимодействия между кубитами беспорядочно и рассчитанный, сколько времени это взяло машину для нахождения ее стандартного состояния.
Несмотря на то домашнее полевое преимущество, чип D-волны не произвел квантового ускорения. Исследователи управляли проблемами для разного размера групп кубитов, в пределах от основной единицы чипа восемь к ее общему количеству 512.
Вычислительное время для стандартного компьютера, увеличенного по экспоненте с числом кубитов. Но также – время для машины D-волны, говорит Тройер.Как ни странно, испытание может не быть разоблачающим, потому что проблемы, возможно, были легки для обычного компьютера, также, говорит A&M Техаса Кэцгрэбера.
Выбирание взаимодействий наугад, он объясняет, как правило создает испытательные проблемы, в которых кубиты захватывают в низкоэнергетическую конфигурацию только точно при нулевой температуре. Это означает, что при любой более высокой температуре, энергетический пейзаж катится мягко, и тепловой отжиг может с готовностью уговорить систему к раствору. Учитывая легкость проблем для обеих машин, говорит Кэцгрэбер, исследование походит «на двух лыжников мирового класса, участвующих в гонках на склоне кролика».Но некоторые исследователи сомневаются, что квантовая установка для отжига будет когда-либо производить полезное квантовое ускорение.
Теория убедительно предполагает, что, в отличие от универсального квантового компьютера, она не может, говорит Умеш Вэзирэни, программист в Калифорнийском университете, Беркли. «Я держал бы пари, что нет ускорения», говорит он. Хартмут Невен, директор по разработке в Google, возражает, что «убежден, что мы будем в состоянии найти проблемные классы, для которых квантовая установка для отжига следующего поколения выиграет у любого классического алгоритма».