Американские ученые разработали сверхсложную задачу для квантового компьютера, правильность которой можно легко проверить с помощью обычной вычислительной машины. Ее можно использовать для объективной проверки утверждений о “квантовом превосходстве”. Статья об этом опубликована в журнале Nature Physics.
“Мы разработали интерактивный протокол для демонстрации “квантового превосходства” или проверки этого утверждения без значительной траты ресурсов классического компьютера. Наш подход основан на использовании трудно обнаруживаемых криптографических функций в сочетании с квантовыми неравенствами Белла”, — делятся специалисты.
Осенью 2019 года команда ученых из Лаборатории квантового искусственного интеллекта Google объявила, что им удалось достичь так называемого “квантового превосходства”. Они решили “неразрешимую” проблему генерации случайных чисел с помощью компьютера Sycamore компании Google, который содержит 53 сверхпроводящих квантовых бита (кубита).
Впоследствии на достижение “квантового превосходства” претендовали две команды физиков из Китая, которым удалось решить сверхсложные математические задачи с помощью сверхпроводящих и фотонных квантовых машин. Эти достижения вызвали дебаты о том, является ли решение таких задач полноценным “квантовым превосходством”, а также заставили ученых задаться вопросом о том, как можно проверить правильность работы этих вычислительных машин.
Группа американских физиков под руководством Нормана Яо, доцента университета Калифорнии в Беркли обнаружила, что одна из самых сложных частей этих математических алгоритмов защиты информации может быть заменена с помощью физических уравнений Белла, которые представляют собой фундаментальную основу квантовой механики. Это позволяет выполнять аналогичные вычисления на квантовом компьютере и использовать их для демонстрации “квантового превосходства”.
Для этого ученые создали тестовую систему, которая посылает набор данных квантовому компьютеру, он использует их для вычисления криптографических функций. Результаты этих вычислений очень быстро проверяются на обычном компьютере, успешное завершение которых одновременно подтверждает квантовый характер вычислений на исследуемой машине, а также служит объективным доказательством “квантового превосходства”, подытожили Яо и его коллеги.
