Google kan være den første aktøren i verden som har oppnådd det som kalles for kvanteoverlegenhet («quantum supremacy»), å demonstrere at en kvantedatamaskin faktisk klarer noe vanlige datamaskiner ikke kan.
Dette går fram av et forskningsdokument som i forrige uke ble postet på en Nasa-nettsted i forrige uke, bare for å bli fjernet igjen etter en kort stund. Financial Times skal ha fått tilgang til dokumenter hvor det hevdes at en prosessor Googles forskere har tatt i bruk, har greid å utføre en spesifikk beregning på 3 minutter og 20 sekunder. Med verdens kraftigste, klassiske datamaskin, Summit, ville den samme beregningen ta omkring 10.000 år.
Unik beregning
– Så vidt vi vet, utgjør dette eksperimentet den første beregningen som kun kan gjøres med en kvanteprosessor, heter det i dokumentet, ifølge Financial Times.
Det er ikke kjent hva slags beregning det er snakk om, men det skal gå fram av dokumentet at systemet som ble brukt, kun er i stand til å utføre denne ene, høyt tekniske beregningen. Systemet kan altså ikke brukes til å beregne noen annet.
Ifølge Financial Times hadde Google forventet å oppnå kvanteoverlegenhet allerede i 2017, men det skal ha vist seg vanskelig å kontrollere maskiner med kapasitet på mer enn et visst antall qubits, som er den grunnleggende informasjonsbæreren i en kvantedatamaskin.
Sycamore
Google avduket i fjor kvanteprosessoren Bristlecone som har 72 qubits. Det er derimot ikke den som er brukt i den omtalte eksperimentet. I stedet har forskerne ifølge Fortune brukt en prosessor med kodenavnet Sycamore som skal være utstyrt med 53 fungerende qubits. Begge anses som eksperimentelle.
Som digi.no skrev mandag morgen, har IBM nettopp kommet med en kommersielt tilgjengelig kvantedatamaskin med 53 qubits.
Stor milepæl …
Dersom rapporten stemmer, er det utvilsomt en milepæl på veien mot hyperraske kvantedatamaskiner. Men det er uenighet om hvor stor den er. Under en konferanse arrangert av MIT Technology Review i forrige uke, sammenlignet MIT-professoren Will Oliver en slik milepæl med milepælen det var da brødrene Wright tok den første turen med flyet «Flyer» ved Kitty Hawk i North Carolina.
Steve Brierley, grunnleggeren av kvanteprogramvareselskapet Riverlane, mener også at dette er stort.
– Det er en betydelig milepæl, og første gang noen i det hele tatt har visst at kvantedatamaskiner kan utkonkurrere klassiske datamaskiner. Det er en fantastisk bragd, sier han til Financial Times.
En annen som mener at Google har oppnådd en viktig milepæl, er Chad Rigetti, grunnlegger av Rigetti Quantum Computing og tidligere forsker i IBMs kvantedatamaskingruppe.
– Det er veldig viktig for bransjen å nå denne milepælen. Dette er et stort øyeblikk for menneskeheten og for vitenskapen, sier han i en nyere Financial Times-artikkel. Rigetti skal ha sett Googles forskningsarbeid.
… eller uten praktisk betydning
Men langt fra alle er enige. Dette gjelder ikke minst Dario Gil, forskningssjef hos IBM. Til Financial Times omtaler han forskningen til Google som et laboratorieeksperiment designet for essensielt – og nesten helt sikkert bare – å implementere én veldig spesifikk kvantesamplingsprosedyre uten praktiske bruksområder.
Ifølge Gil er dette veldig langt unna en kvantedatamaskin for generelle formål, og dermed heller ikke begynnelsen på reisen mot full kvantedatabehandling. I stedet skal han overfor Financial Times ha pekt på IBMs eget forskningsarbeid som begynnelsen på denne reisen.
Til Financial Times sier Daniel Lidar, en professor ved University of Southern California, at noe av det som setter grenser for kapasiteten til kvantedatamaskiner i dag, er problemet med krysstale mellom qubitene. De forstyrrer hverandre. Lidar mener det virkelige gjennombruddet til Google har vært å kraftig redusere denne interferensen – til et nivå som ligger betydelig under det andre har oppnådd.
Feilkorrigering
Google skal også ha demonstrert at feilene i systemet er distinkte og ikke korrelert med hverandre. Ifølge Lidar betyr dette at feilkorreksjonsteknikkene som er benyttet, også kan være egnet for langt mer komplekse systemer.
Ifølge Fortune, som også skal ha mottatt en kopi av forskningsdokumentet, skriver at Google-forskerne oppgir at noe av det sentrale i det de har oppnådd, er hvor lenge prosessorens qubits kan forbli i en kvantetilstand, samt hvordan hver qubit samhandler med andre qubits i nærheten.
– De har demonstrert en vei til skalerbar kvantedatabehandling. Straks du har en feilkorrigert kvantedatamaskin, er mulighetene nesten ubegrensede, sier Lidar.
Det er uklart hvorfor forskningsdokumentet ble fjernet igjen, etter først å ha blitt publisert. Det er heller ikke klart hvilken rolle Nasa spiller i denne sammenheng. Men MIT Technology Review antyder at det kan ha sammenheng med at Google har fått tilgang til superdatamaskiner hos Nasa for å bruke disse som målestokk i ytelsesmålingene av kvanteprosessorene.
