Supremacja kwantowa, termin ukuty przez Johna Preskilla w 2012 roku, odnosi się do momentu, w którym komputery kwantowe mogą wykonywać zadania wykraczające poza zasięg komputerów klasycznych. Uniwersalne obliczenia kwantowe, koncepcja teoretyczna, zgodnie z którą komputer kwantowy może skutecznie rozwiązać każdy problem, który potrafi rozwiązać komputer klasyczny, jest znaczącym kamieniem milowym w dziedzinie kwantowego przetwarzania informacji.
W 2019 roku Google twierdził, że osiągnął supremację kwantową dzięki swojemu 53-kubitowemu procesorowi kwantowemu o nazwie Sycamore. Poinformowali, że Sycamore rozwiązał konkretny problem w 200 sekund, którego rozwiązanie zajęłoby najszybszemu superkomputerowi na świecie, Summit, około 10,000 XNUMX lat. Ta demonstracja supremacji kwantowej była przełomowym momentem w dziedzinie obliczeń kwantowych.
Jednak termin „supremacja kwantowa” spotkał się z pewnymi kontrowersjami. Krytycy twierdzą, że sam termin implikuje hierarchię między obliczeniami kwantowymi i klasycznymi, co może nie być najdokładniejszym odzwierciedleniem sytuacji. Ponadto toczą się debaty na temat konkretnej definicji supremacji kwantowej i tego, czy eksperyment Sycamore rzeczywiście spełnia wszystkie kryteria wymagane do osiągnięcia tego kamienia milowego.
Z teoretycznego punktu widzenia kwestią otwartą pozostaje osiągnięcie uniwersalnych obliczeń kwantowych, w których komputer kwantowy może skutecznie rozwiązać każdy problem, który potrafi rozwiązać komputer klasyczny. Chociaż poczyniono znaczne postępy w opracowywaniu algorytmów kwantowych, które w niektórych zadaniach przewyższają algorytmy klasyczne, nie wykorzystano jeszcze pełnego potencjału komputerów kwantowych.
Chociaż eksperyment Sycamore przeprowadzony przez Google oznaczał znaczący postęp w dziedzinie obliczeń kwantowych i zrodził ważne pytania dotyczące możliwości komputerów kwantowych, osiągnięcie uniwersalnych obliczeń kwantowych, a tym samym supremacji kwantowej w jej najprawdziwszym tego słowa znaczeniu, pozostaje ciągłym obszarem badań i badanie.
Inne niedawne pytania i odpowiedzi dotyczące Podstawy informacji kwantowych EITC/QI/QIF:
- Jak działa kwantowa bramka negacji (kwantowa bramka NOT lub bramka Pauliego-X)?
- Dlaczego bramka Hadamarda jest samoodwracalna?
- Jeśli zmierzysz pierwszy kubit stanu Bella w określonej podstawie, a następnie zmierzysz drugi kubit w podstawie obróconej o pewien kąt theta, prawdopodobieństwo, że otrzymasz rzut na odpowiedni wektor jest równe kwadratowi sinusa theta?
- Ile bitów klasycznej informacji byłoby potrzebnych do opisania stanu dowolnej superpozycji kubitów?
- Ile wymiarów ma przestrzeń 3 kubitów?
- Czy pomiar kubitu zniszczy jego superpozycję kwantową?
- Czy bramki kwantowe mogą mieć więcej wejść niż wyjść, podobnie jak bramki klasyczne?
- Czy do uniwersalnej rodziny bramek kwantowych zalicza się bramkę CNOT i bramkę Hadamarda?
- Co to jest eksperyment z podwójną szczeliną?
- Czy obracanie filtra polaryzacyjnego jest równoznaczne ze zmianą podstawy pomiaru polaryzacji fotonów?
Zobacz więcej pytań i odpowiedzi w EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals