양자 컴퓨팅 시대가 3 년 전에 새벽이 되었다면, 떠오르는 태양이 구름 뒤로 물러 났을 수도 있습니다. 2019 년에 Google 연구원들은 양자 컴퓨터 Sycamore가 200 초 안에 수행했을 때 양자 우위로 알려진 이정표를 통과했다고 주장했다. 이제 중국의 과학자들은 일반 프로세서와 함께 몇 시간 만에 계산을 수행했습니다. 그들은 슈퍼 컴퓨터가 Sycamore를 완전히 이길 수 있다고 말합니다.
오스틴 텍사스 대학의 컴퓨터 과학자 인 스콧 아론슨 (Scott Aaronson)은“그들이 충분히 큰 슈퍼 컴퓨터에 접근 할 수 있다면 몇 초 만에… 과제를 시뮬레이션 할 수 있다고 생각합니다. 데이비스 캘리포니아 대학교의 수학자 인 그렉 쿠퍼 버그 (Greg Kuperberg)는 이번 발전은 Google의 주장에서 약간의 광택을 내고 있다고 말했다. "정상에서 300 피트에 도달하는 것보다 정상에가는 것보다 덜 흥미 롭습니다."
.그럼에도 불구하고 Quantum Computing의 약속은 여전히 무시되지 않았다고 Kuperberg와 다른 사람들은 말합니다. 그리고 Google Quantum AI의 수석 과학자 인 Sergio Boixo는 이메일에서 Google 팀은 그 우위가 오랫동안 유지되지 않을 것이라고 알고 있다고 말했다. "2019 년 논문에서 우리는 고전적인 알고리즘이 개선 될 것이라고 말했다"고 그는 말했다. 그러나“우리는이 고전적인 접근 방식이 2022 년 이후의 양자 회로를 따라 잡을 수 있다고 생각하지 않습니다.”
."문제"Sycamore Solved는 기존 컴퓨터가 어려워 지도록 설계되었지만 Quantum 컴퓨터의 경우 가능한 한 쉽게 설계되었으며, 이는 0, 1, 또는 양자 역학으로 0과 1의 조합으로 동시에 설정할 수있는 큐브를 조작 할 수 있습니다. Sycamore의 53 큐 비트, 초전도 금속으로 만든 작은 공명 전기 회로는 0에서 2 (약 9 사분) 또는 한 번에 모든 숫자를 인코딩 할 수 있습니다.
.Google 연구원들은 0으로 설정된 모든 큐 비트부터 시작하여 단일 큐빗에 적용하고 무작위로 고정 된 논리적 작업 또는 게이트, 20 회 이상의 큐브를 읽은 다음 큐브트를 읽습니다. 끔찍하게 말하면, 큐 비트 사이에 가능한 모든 출력을 나타내는 양자파와 게이트는 간섭을 만들어 일부 출력을 강화하고 다른 출력을 취소했습니다. 따라서 일부는 다른 것보다 더 큰 확률로 나타 났어야합니다. 수백만 건의 시험에 걸쳐 뾰족한 출력 패턴이 등장했습니다.
Google 연구원들은 이러한 간섭 효과를 시뮬레이션하는 것이 Oak Ridge National Laboratory의 슈퍼 컴퓨터 인 Summit을 압도 할 것이라고 주장했다. Summit을 개발 한 IBM의 연구원들은 컴퓨터에 사용할 수있는 모든 하드 드라이브를 악용하면 며칠 안에 계산을 처리 할 수 있다고 신속하게 대응했습니다. 이제 중국 과학 아카데미의 이론 물리학 연구소의 통계 물리학자인 Pan Zhang과 동료들은 Physical Review Letters 의 언론에서 논문에서 Sycamore를이기는 방법을 보여주었습니다. .
Zhang과 동료들은 다른 사람들을 따라 텐서 네트워크라고 불리는 3D 수학 배열로 문제를 재구성합니다. 그것은 20 개의 층으로 구성되어 있으며, 각 게이트주기마다 하나씩, 각 층은 53 개의 도트로, 각 큐 비트마다 하나씩 포함된다. 라인은 점을 연결하여 게이트를 나타내고 각 게이트가 텐서로 인코딩되어 복소수의 2D 또는 4D 그리드입니다. 시뮬레이션을 실행 한 다음 본질적으로 모든 텐서를 곱하면서 줄어 듭니다. Zhang은“텐서 네트워크 방법의 장점은 많은 GPU를 사용하여 계산을 병렬로 수행 할 수 있다는 것입니다.
Zhang과 동료들은 또한 주요 통찰력에 의존했습니다. Sycamore의 계산은 정확하지 않았으므로 그들의 것도 필요하지 않았습니다. Sycamore는 추정 충실도가 0.2%로 출력 분포를 계산했습니다. 따라서 Zhang의 팀은 네트워크의 일부 라인을 자르고 해당 게이트를 제거하여 속도에 대한 정확도를 거래했습니다. 8 라인 만 잃으면 계산이 0.37%의 충실도를 유지하면서 계산을 256 배 빠르게 만들었습니다.
연구원들은 9 만 명의 가능한 숫자 문자열 중 1 백만에 대한 출력 패턴을 계산하여 자신의 혁신에 의존하여 진정으로 임의의 대표적인 세트를 얻었습니다. 계산은 512 GPU에서 15 시간이 걸렸으며 Telltale Spiky 출력을 산출했습니다. College Park의 University of University의 양자 컴퓨터 과학자 인 Dominik Hangleiter는“Google 실험이 기존 컴퓨터에서 시뮬레이션되었다고 말하는 것은 공평합니다. Zhang은 슈퍼 컴퓨터에서 계산은 수십 초가 걸릴 것이라고 말했다.
이 전진은 양자 컴퓨터를 경주하는 함정을 기존의 컴퓨터에 대항하여 강조한다고 연구원들은 말했다. Aaronson은“더 나은 양자 우월주의 실험에 대한 긴급한 필요성이있다”고 말했다. Zhang은보다 실용적인 접근법을 제안합니다.“우리는 양자 이점을 보여주기 위해 실제 응용 프로그램을 찾아야합니다.”
.그럼에도 불구하고 Google 시연은 과대 광고가 아니라고 연구원들은 말합니다. Zhang은 Sycamore는 슈퍼 컴퓨터보다 훨씬 적은 수의 운영과 전력이 적었다 고 지적했다. 그리고 Sycamore가 충실도가 약간 높았다면 그의 팀의 시뮬레이션을 유지할 수 없었습니다. Hangleiter가 말한 것처럼,“Google 실험은해야 할 일을했고,이 레이스를 시작하십시오.”
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