Duncan Jobson
- Zuchongzhi-3, sukurtas Kinijos mokslo ir technologijų universiteto, yra pažangus superlaidus kvantinės kompiuterijos prototipas, turintis 105 kubitus ir 182 sujungimus.
- Šis naujas sistema yra 1015 kartų greitesnė už dabartinius superkompiuterius ir milijoną kartų greitesnė už „Google“ pasiekimus.
- Naudodami daugiau nei 1,400 A100 GPU, USTC pasiekė didžiulę pažangą, atlikdami sudėtingą užduotį per tik 1,6 sekundės, iššūkdami „Google“ dominavimą.
- Pažangos apima pagerintą nuoseklumo laiką, vieno kubito vartų patikimumą, siekiant 99,90%, ir milžiniškus greičio bei našumo laimėjimus, palyginti su ankstesnėmis sistemomis.
- Zuchongzhi-3 sprendžia kvantinę klaidų taisymą, kvantinį susipynimą ir kvantinę cheminę sudėtį su novatoriškų paviršiaus kodų technikomis, skirtomis pagerintai kubito manipuliacijai.
- Atsiliepėjai giria Zuchongzhi-3 kaip istorinio pasiekimo pavyzdį, nustatantį naujus standartus superlaidžioje kvantinėje kompiuterijoje ir signalizuojantį apie kvantinę revoliuciją.
Stebėti Zuchongzhi-3 gimimą, nepaprastą stebuklą, sukurtą Kinijos mokslo ir technologijų universiteto (USTC), yra lyg žvelgti į ateitį. Šis pionieriškas superlaidžios kvantinės kompiuterijos prototipas su savo 105 kubitais ir sudėtingu 182 sujungimų tinklu paskelbia nepaprasto skaičiavimo galios ero atėjimą. Jo įspūdingas greitis, 1015 kartų greitesnis už šiandieninius elitinius superkompiuterius, nugali tradicinės kompiuterijos ribas. Pasakyti kitaip, jis yra milijoną kartų greitesnis nei „Google“ naujausi pasiekimai.
Kelias link šio išskirtinio pasiekimo yra giliai įsišaknijęs kvantinės pranašumo paieškoje – proveržyje, kai kvantiniai įrenginiai užgožia klasikinius superkompiuterius greitai išspręsdami sudėtingas problemas. 2019 m. „Google“ Sycamore procesorius nustebino pasaulį savo gebėjimu atlikti atsitiktinio grandinės mėginio užduotį per tik 200 sekundžių, užduotis, kurią pasaulio greičiausias superkompiuteris būtų atlikęs apie 10,000 metų.
Peršokę į 2023 metus, kai USTC novatoriški protai pasiekė monumentalią pažangą. Naudodami daugiau nei 1,400 A100 GPU, jie atliko tą pačią sudėtingą užduotį per vos 14 sekundžių. Be to, turint daugiau atminties iš Frontier superkompiuterio, šis laikas toliau sumažėjo iki 1,6 sekundžių, taip iššūkdami „Google“ pranašumo teiginius tiesiai.
Ši kvantinės meistrystės kelionė prasidėjo 2020 m., kai USTC pristatė „Jiuzhang“ fotoninį kvantinės kompiuterijos prototipą. Jis nustatė įrodytos kvantinės pranašumo standartą, o 2021 m. Zuchongzhi-2 sėkmė superlaidžiosiose sistemose sukėlė dar didesnių tikslų.
2023 metais Jiuzhang-3 kvantinis procesorius drastiškai padidino atotrūkį, atlikdamas užduotis 1016 kartų greičiau nei klasikiniai atitikmenys. Tiesiog po metų „Google“ Sycamore, dabar turintis 67 kubitus, pranoko tradicinius superkompiuterius devyniais magnitudos kiekiais.
Zuchongzhi-3 yra nuolatinio tobulėjimo liudijimas. Jo vystymas apima Zuchongzhi-2 sistemos tobulinimą, rezultatu tapus įspūdingu nuoseklumo laiku, siekiančiu 72 mikrosekundes, vieno kubito vartų patikimumu 99,90%, dviejų kubitų vartų patikimumu 99,62% ir skaitymo patikimumu 99,13%. Šie rodikliai leidžia atlikti itin sudėtingas operacijas, kurios anksčiau buvo neįmanomos.
USTC komanda įvertino savo galimybes atlikdama 83 kubitų, 32 sluoksnių atsitiktinio grandinės mėginio užduotį, nustatydama nuostabą, kad ji pranoko pasaulio pirmaujančių superkompiuterių galimybes 15 magnitudos kiekiais. Be to, ji lengvai pranoko „Google“ naujausius proveržius šešiais magnitudais.
Zuchongzhi-3 pergalės pasekmės yra giliai reikšmingos. Be greičio, komanda dabar gilina savo tyrimus į sritis, tokias kaip kvantinė klaidų taisymas, kvantinis susipynimas ir kvantinė chemija. Jų tyrimai integruoja sudėtingą paviršiaus kodų architektūrą, nagrinėdami kvantinės klaidų taisymo galimybes su 7 atstumo paviršiaus kodu ir numatydami plėtrą iki 9 ir 11 atstumo, kad būtų galima labiau išsami kubito manipulacija.
Tokie žingsniai nebuvo nepastebėti. Atsiliepėjai giria šią veiklą kaip novatorišką standartą, ženklių žingsnių į priekį nuo ankstesnio Zuchongzhi-2, nustatydami naujus standartus superlaidžioje kvantinėje kompiuterijoje. Kol stovime ant kvantinės revoliucijos slenksčio, Zuchongzhi-3 ne tik plečia galimybių ribas, bet ir transformuoja pačią kompiuterijos peizažą.
Ateitis yra kvantinė: atraskite Zuchongzhi-3 neprilygstamą galią
Apžvalga
Kinijos mokslo ir technologijų universitetas (USTC) pristatė Zuchongzhi-3, pažangų superlaidžios kvantinės kompiuterijos prototipą. Su savo neprilygstamomis galimybėmis, tai žymi reikšmingą šuolį skaičiavimo galia, pažadėdama perkonstruoti kvantinės kompiuterijos peizažą.
Pagrindinės savybės ir specifikacijos
– Kubito skaičius ir sujungiamumas: Zuchongzhi-3 turi 105 kubitus ir 182 sujungimus, leidžiančius atlikti sudėtingas kvantines operacijas.
– Greitis ir našumas: Jis veikia 1015 kartų greičiau nei greičiausi tradiciniai superkompiuteriai, žymiai pranokdamas „Google“ Sycamore prototipą.
– Kvantinės klaidos: Patobulinimai apima 72 mikrosekundžių nuoseklumo laiką, su vieno kubito ir dviejų kubitų vartų patikimumais, siekiančiais atitinkamai 99,90% ir 99,62%.
Įžvalgos ir prognozės
Tikrosios pasaulinės taikymo sritys
Zuchongzhi-3 galimybių pasekmės yra plačios:
1. Kvantinė kompiuterija ir kriptografija: Su pranašesniais apdorojimo greičiais jis galėtų revoliucionuoti kriptografines metodikas, keliančias grėsmę tradiciniams šifravimo metodams.
2. Moksliniai tyrimai ir simuliacijos: Zuchongzhi-3 precizija ir greitis leidžia atlikti sudėtingas kvantines simuliacijas, padedančias pažangai tokiose srityse kaip kvantinė chemija ir medžiagų mokslas.
3. Optimizavimo problemos: Didelės apimties optimizavimo problemos logistikoje, finansuose ir duomenų moksle galėtų būti išspręstos neprilygstamu efektyvumu.
Rinkos prognozė ir pramonės tendencijos
– Kvantinės kompiuterijos sektoriaus augimas: Kadangi vis daugiau įmonių ir valstybių investuoja į kvantinius sistemus, pramonė prognozuojama augti eksponentiškai. IDC ataskaita prognozuoja, kad kvantinės kompiuterijos rinka gali pasiekti 1 milijardą dolerių iki 2025 metų.
– Tarptautinis bendradarbiavimas: Kvantinė kompiuterija greičiausiai pasieks didesnį globalų bendradarbiavimą, nes šalys stengiasi pasinaudoti jos potencialu.
Įgyvendinimo žingsniai ir gyvenimo gudrybės
Kvantinių kompiuterijos sprendimų įgyvendinimas
1. Integruoti kvantinius algoritmus: Pradėkite nuo hibridinių metodų, kurie derina tiek kvantines, tiek klasikines sistemas.
2. Debesų pagrindu veikiantys kvantiniai paslaugų teikėjai: Tokios platformos kaip IBM ir „Google“ kvantinės debesų paslaugos siūlo prieigą prie pažangiausių kvantinių procesorių.
3. Investuoti į mokymus: Aprūpinkite savo komandą kvantinės kompiuterijos įgūdžiais, suteikdami prieigą prie specializuotų kursų ir sertifikatų.
Privalumai ir trūkumai
Privalumai
– Nepakartojamas apdorojimo greitis: Žymiai greitesnis nei bet kuris klasikinis kompiuteris.
– Potencialas spręsti sudėtingas problemas: Atsidaro naujos galimybės įvairiose mokslinėse ir pramoninėse srityse.
Ribojimai
– Kvantinės klaidos: Vis dar yra reikšminga problema, nepaisant pažangos.
– Infrastruktūra ir kaina: Kvantiniai sistemai reikalauja specializuotos priežiūros ir turi dideles eksploatacijos išlaidas.
Kontroversijos ir apribojimai
Nepaisant savo pažadų, Zuchongzhi-3 kelia tam tikrų iššūkių:
– Klaidos ir dekohencija: Išlaikyti valstybės nuoseklumą išlieka problema, nors padaryta reikšmingų patobulinimų.
– Komerciškai tinkamumas ir prieinamumas: Dabartiniai kvantiniai kompiuteriai dar nėra tinkami plačiam komerciniam naudojimui dėl kainos ir sudėtingumo.
Išvada
Zuchongzhi-3 žymi revoliucinį pažangą kvantinėje kompiuterijoje, siūlydamas galimybes, gerokai viršijančias esamas technologijas. Verslui, mokslininkams ir technologams dabar yra laikas tyrinėti, kaip kvantiniai taikymai galėtų paskatinti naujoves.
Greiti patarimai:
– Sekite kvantinės kompiuterijos naujienas per tokias priemones kaip MIT Technology Review ir įsitraukite į akademinius straipsnius bei internetinius kursus.
– Skatinkite bendradarbiavimą tarp akademijos ir pramonės, kad atsivertų praktiškos kvantinės taikymo galimybės.
Atraskite, kaip USTC inovacijos gali būti raktas į naujo technologinio paradigmą. Stovėdami ant kvantinės revoliucijos slenksčio, suinteresuotieji turi likti informuoti ir lanksčiai reaguoti į šiuos greitus patobulinimus.
