Китай ставит на фотоны, или виртуальные 10⁴² лет
Китай снова https://www.scmp.com/news/china/science/article/3353602/does-chinas-jiuzhang-40-computer-herald-age-quantum-supremacy о «квантовом превосходстве». Команда Пан Цзяньвэя из Научно-технического университета Китая представила фотонный квантовый компьютер Цзючжан 4.0 (в переводе с китайского — «девять глав»; название отсылает к древнекитайскому математическому трактату «Девять глав математического искусства» — Цзючжан Суаньшу). Новое чудо якобы решило задачу Gaussian boson sampling за 25 микросекунд — и, по оценке авторов, классическому суперкомпьютеру El Capitan понадобилось бы на это больше 10⁴² лет.
Звучит как научная фантастика. И именно поэтому здесь особенно важно сохранять холодную голову.
Для начала: сама работа выглядит серьезной. Масштаб системы действительно впечатляет — она использует 1024 “сжатых” квантовых состояния света, сеть на 8176 мод и регистрацию до 3050 фотонов. Для фотонных квантовых вычислений это очень крупный эксперимент. Китайцы последние годы последовательно наращивают именно этот класс систем, и тут они в инженерном смысле объективно находятся среди мировых лидеров.
Но дальше начинается то, что в квантовой индустрии уже стало традицией: очень агрессивные заявления о «невозможности для классических компьютеров».
Gaussian boson sampling — это не универсальные вычисления. Это крайне специфическая математическая задача, специально подобранная так, чтобы быть неудобной для классических алгоритмов. По сути, это демонстрация способности квантовой системы генерировать распределение, которое тяжело симулировать обычным компьютерам.
То есть Цзючжан 4.0 все также не может:
▪️ взламывать RSA,
▪️ запускать полезные алгоритмы,
▪️ моделировать новые лекарства,
▪️ обучать ИИ,
▪️ заменять GPU или CPU.
Он скорее похож на очень дорогой гоночный болид, который умеет идеально проходить один конкретный трек.
Что же касается «10⁴² лет», то в квантовых статьях такие оценки почти всегда строятся на сравнении с конкретным классическим алгоритмом, выбранным авторами. А история последних лет показывает: после каждого громкого заявления о quantum supremacy через некоторое время появляются новые методы симуляции, которые резко сокращают этот разрыв.
Так уже было после заявлений Google про Sycamore. Сначала речь тоже шла о «невозможных» вычислениях, а потом появились более эффективные классические методы и GPU-кластеры, которые существенно уменьшили пропасть.
Поэтому фраза «классическому суперкомпьютеру понадобятся 10⁴² лет» обычно означает не «это физически невозможно», а «мы не знаем эффективного способа сделать это прямо сейчас» (возможно, его просто никто не искал для этой задачи).
Есть и другая проблема: фотонные квантовые компьютеры пока плохо масштабируются. У них великолепные свойства для демонстраций примеров решения задач, под которые они построены, но крайне сложная архитектура для коррекции ошибок и программируемых вычислений. В индустрии до сих пор нет консенсуса, способны ли именно фотонные платформы привести к полноценным fault-tolerant quantum computers.
Тем не менее недооценивать Китай здесь нельзя. Не так важно, какие цифры озвучивают китайцы (они мастера самопиара), но новость показывает темпы их развития. Китай вкладывает огромные ресурсы в квантовые технологии и регулярно публикует все новые результаты этой программы. Так что даже если часть заявлений сильно раздута, инженерный прогресс налицо.
