För första gången någonsin, en kvantdator har utfört en beräkningsuppgift som i princip skulle vara omöjlig för en konventionell dator att slutföra, enligt ett team från Google.

Forskare och ingenjörer från företagets labb i Santa Barbara tillkännagav milstolpen i en rapport som publicerades onsdag i tidningen Natur . De sa att deras maskin kunde klara sitt jobb på bara 200 sekunder - och att världens mest kraftfulla superdatorer skulle behöva 10, 000 år att utföra samma uppgift.

Själva uppgiften, som involverade att utföra en slumpmässigt vald sekvens av instruktioner, har inga speciella praktiska användningsområden. Men experter säger att prestationen fortfarande är betydelsefull som en demonstration av det framtida löftet om kvantberäkning.

William Oliver från MIT jämförde bragden med den första framgångsrika flygningen av bröderna Wright. "Det är vad evenemanget representerade, snarare än vad det i praktiken åstadkommit, det var av största vikt, "skrev han i en kommentar som följde med studien.

Googles forskare hyllar prestationen som den första demonstrationen av det som kallas "kvantöverlägsenhet". Frasen myntades 2012 av John Preskill, en teoretisk fysiker vid Caltech, för att beskriva den punkt där kvantdatorer kan göra saker som klassiska datorer helt enkelt inte kan.

Alla är inte överens om att Googles tillkännagivande representerar sann kvantöverlägsenhet. Datavetare på IBM har motsatt sig att deras mest kraftfulla superdator, kallas Summit, kunde slutföra samma uppgift på 2,5 dagar i stället för 10, 000 år.

Fortfarande, Googles framgång är en anmärkningsvärd språngbräda för vad som troligen kommer att bli en lång och slingrande väg till kvantöverlägsenhet, Sa Preskill.

"Det kommer inte att förändra någonting över en natt, men det är viktigt att kvantdatorer nu befinner sig på det stadiet att åtminstone på någon arena, de kan överträffa de bästa datorerna på jorden, " han sa.

Preskill talade med The Los Angeles Times om var quantum computing står idag och vilka typer av stora problem det kan hjälpa oss att lösa i framtiden.

Men varnas:Det här är helt ny teknik med en massa okända.

F:Hur blev du intresserad av kvantberäkning?

A:Omkring mitten av 1990-talet upptäcktes att om du hade en kvantdator, du skulle kunna lösa några riktigt hårda problem. Den som gjorde störst skvätt var att du skulle kunna bryta allmänt använda kryptosystem som ansågs vara obrytbara eftersom de krävde en för hård beräkning.

Jag trodde att det var det mest intressanta jag någonsin hört - den här tanken att om du kan lösa ett problem eller inte beror på om världen beskrivs av kvantmekanik istället för vanlig klassisk fysik.

F:Hur skiljer sig en kvantdator från en konventionell dator?

A:Språket som klassiska datorer talar handlar om att manipulera strängar av nollor och enor, men kvantfysikens språk är ganska annorlunda. Detta är mer en metafor än ett tekniskt korrekt uttalande, men i en kvantdator har du en qubit, som kan vara en 0 och 1 samtidigt. Det är ett sätt att beskriva hur de talar ett helt annat språk.

Det potentiella löftet för kvantberäkning är att en kvantdator gör något som vi aldrig skulle kunna göra med vanliga digitala datorer. Och om vi kan göra det till något användbart är i hög grad ett ämne för aktuell forskning.

F:Vilka typer av problem skulle du behöva ha en kvantdator för att lösa?

A:Där applikationerna är mest uppenbara är när vi vill ta reda på hur något stort kvantsystem kommer att bete sig. Till exempel, kemister försöker beskriva mycket exakt vad som händer när du försöker bygga en stor molekyl.

De försöker sätta det på datorn, men när molekylen blir stor är det alldeles för svårt eftersom kvantmekanik är verkligen viktigt i en molekyl, och du kan bara inte beskriva vad det gör i termer av vanliga bitar. Men på en kvantdator, du kan beskriva det mycket bra.

F:Har det verkliga applikationer?

A:Vi tror att i kvantkemi kommer det att ha stor inverkan, vilket kan vara viktigt för jordbruk och människors hälsa. Det kan hjälpa till med utvecklingen av nya läkemedel, nya energikällor, nya sätt att samla solenergi, och nya material.

Det kan vara ganska långt på vägen, men det är en del av det som gör folk glada över de potentiella applikationerna.

F:Använder forskare för närvarande kvantdatorer för att lösa problem?

A:Folk experimenterar, men det finns inget spektakulärt att rapportera i den stilen än. Jag tror inte att någon har gjort någonting med en kvantdator så långt att du inte kunde göra mycket bättre med befintlig digital, klassiska datorer.

Men folk håller på att förbereda sig, tänker på att tekniken kommer att mogna, och de vill vara redo. Exakt när vi kommer att se verklig ekonomisk påverkan av kvantberäkning, ingen vet riktigt.

F:Vad fick dig att mynta uttrycket "quantum supremacy" 2012?

A:Jag föreslog att denna term tänkte att vi borde notera att något speciellt händer i teknikhistorien. När kvantberäkningen går framåt, vi kommer att nå den punkt där vi gör saker med kvantdatorer som vi tror går utöver vad vi kan göra med nuvarande eller förutsebara digitala datorer.

F:Men inte alla gillar den termen, höger?

S:Vissa tycker att det hypar för mycket i den nuvarande tekniken för mycket och att den ger obefogade eller orealistiska förväntningar på vad de kortsiktiga konsekvenserna kommer att bli.

Jag förstår den oron. Vi vill inte överkräva. Google har den här maskinen, men om det kan göra något nyttigt som någon bryr sig om de närmaste åren - ingen vet.

Vi befinner oss i en tid där vi har den här kraftfulla enheten och vet inte vad vi ska göra med den. Vi måste experimentera med det och prova olika saker. Vi måste köra den runt kvarteret och se vad vi kan göra.

F:Skulle du säga att Googles tillkännagivande är en stor sak?

A:Det beror på vad du tycker är en stor grej. Jag skulle säga att det är ett stegvis steg, men vi kan lika gärna luta oss tillbaka och njuta av det som en indikation på att tekniken för kvantberäkning går framåt och vi når den punkt där vi potentiellt kan göra saker med kvantdatorer som vi inte kunde göra med klassiska.

F:Vilka steg behöver fortfarande vidtas för att kvantdatorer ska bli verklighet?

A:Fler qubits, mindre buller. Det kommer att göra kvantdatorn mer kraftfull. Förmodligen, båda dessa kommer att fortsätta att hända.

F:Har du några tankar om när kvantdatorer kan bli mer användbara?

A:Det kan vara decennier, men ingen kan säga säkert. Det finns många olika idéer där ute, och med ett genombrott, tekniken kan ta fart.

F:Tror du att en dag kommer kvantberäkning att vara standarden?

A:Baserat på vår nuvarande förståelse, Jag tror att kvantdatorer kommer att ha mycket specialiserade applikationer. Men vi kan inte säga säkert hur långtgående de kommer att vara. Det verkar osannolikt att du kommer att vilja skicka ditt e -postmeddelande på en kvantdator.

Men det är faktiskt inte så galet att säga att i framtiden, vi kan ha ett kvantinternet som skickar kvantinformation runt eftersom det kan ha fördelar för kryptering. Det är mycket svårt att avlyssna information som är kodad i kvanttillstånd. Oavsett om det kommer att hända eller inte, ingen är riktigt säker.

(Denna intervju har redigerats för längd och tydlighet.)

© 2019 Los Angeles Times
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.