चीनी भौतिकविदों द्वारा विकसित सुपरकंडक्टर्स पर क्वांटम कंप्यूटर ज़ुचोंगज़ी, Google के Sycamore की तुलना में तीव्रता के 2-3 क्रम में तेजी से निकला। उन्होंने 56-क्विबिट प्रोसेसर का इस्तेमाल किया और प्रयोगात्मक रूप से शास्त्रीय एक पर अपनी श्रेष्ठता का प्रदर्शन किया। काम का एक प्रीप्रिंट arXiv.org पर प्रकाशित किया गया है।
दो साल पहले, Google ने घोषणा की कि उसने 53 सुपरकंडक्टिंग qubits के एक कंप्यूटिंग डिवाइस पर क्वांटम वर्चस्व हासिल कर लिया है, जिसे वे Sycamore कहते हैं। उन्होंने दिखाया कि एक क्वांटम कैलकुलेटर एक यादृच्छिक स्ट्रिंग उत्पन्न करने के कार्य के साथ एक शास्त्रीय एक की तुलना में तेजी से मुकाबला करता है - कैलकुलेटर की प्रारंभिक स्थिति पर संचालन के एक ज्ञात यादृच्छिक अनुक्रम को लागू करने के बाद, आउटपुट पर प्राप्त संभाव्यता वितरण को मापा जाता है और इसके साथ तुलना की जाती है सैद्धांतिक एक। आईबीएम ने प्रयोग के परिणामों की आलोचना करते हुए दावा किया कि एक क्लासिक सुपरकंप्यूटर एक अलग शास्त्रीय एल्गोरिदम का उपयोग करने पर हजारों गुना कम समय लेगा। बाद में, Google के वैज्ञानिकों की एक टीम ने व्यावहारिक समस्याओं की ओर रुख किया और Sycamore पर हाइड्रोजन श्रृंखलाओं की जमीनी अवस्था की ऊर्जाओं की गणना की और एक रासायनिक प्रतिक्रिया का वर्णन करने में सक्षम थे।
चीन के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के जियान-वेई पैन के नेतृत्व में भौतिकविदों की एक टीम ने दिखाया कि क्वांटम कंप्यूटर कितना अधिक शक्तिशाली हो जाता है जब क्वबिट्स की संख्या 53 से बढ़कर 56 हो जाती है। लेखकों ने 66-क्विबिट क्वांटम के 56 क्विट का इस्तेमाल किया। कंप्यूटर और एक-क्विबिट वाले का उपयोग करने की सटीकता को मापा। दो-क्विबिट ऑपरेशन और रीडिंग क्वैबिट। कैलकुलेटर की शक्ति का अनुमान लगाने के लिए, लेखकों ने इसका उपयोग यादृच्छिक स्ट्रिंग उत्पन्न करने की समस्या को हल करने के लिए किया।
क्वांटम प्रोसेसर में 66 सुपरकंडक्टिंग ट्रांसमोन क्वैबिट्स की द्वि-आयामी जाली वास्तुकला है, जिसके बारे में आप क्वांटम तकनीक पर हमारे पाठ्यक्रम में अधिक जान सकते हैं। प्रत्येक qubit (चरम को छोड़कर) एक विशेष qubit का उपयोग करके चार पड़ोसी लोगों से जुड़ा होता है जो बातचीत की डिग्री को नियंत्रित करता है। वास्तव में, यह एक ही ट्रांसमोन है, लेकिन एक अलग आवृत्ति पर काम कर रहा है - यह आपको विभिन्न प्रकार के क्वाइब के नियंत्रण को अलग करने की अनुमति देता है।
भौतिकविदों के प्रयोगात्मक रूप से आश्वस्त होने के बाद कि एक या दो क्वैबिट पर संचालन करते समय प्राप्त त्रुटियां एक प्रतिशत से अधिक नहीं होती हैं, और रीडआउट त्रुटि 4.5 प्रतिशत है, उन्होंने यादृच्छिक क्वांटम अनुक्रम उत्पन्न करने के लिए स्विच किया। एक यादृच्छिक अनुक्रम या स्ट्रिंग एक यादृच्छिक क्वांटम योजना द्वारा उत्पन्न की जा सकती है: एक-क्विबिट और दो-क्विबिट संचालन की परतें क्रमिक रूप से द्वि-आयामी जाली के लिए लागू होती हैं। एक चक्र में, प्रत्येक क्वबिट को तीन परिवर्तनों में से एक और एक दो-क्विबिट के अधीन किया जाता है, जो एक निश्चित क्रम में चक्र से चक्र में बदलता है, और सभी चक्रों के बाद और माप से ठीक पहले, सभी क्वैबिट फिर से यादृच्छिक प्रदर्शन करते हैं- क्वबिट ऑपरेशंस।
सर्किट के चक्रीय परिवर्तन की योजना: हल्के-नीले एक-क्विबिट परिवर्तन चिह्नित हैं, और पीले, हरे, नीले और लाल - अलग-अलग दो-क्विट परिवर्तन। द्वि-आयामी जाली पर समान परिवर्तनों का संकेत दिया गया है
यहां तक कि कम संख्या में लूप एक उच्च संभावना के साथ एक उलझी हुई स्थिति को जन्म दे सकते हैं। फिर भी, लेखकों ने 56 qubits पर 20 चक्रों की एक योजना का उपयोग किया और परिणामों की तुलना एक शास्त्रीय कंप्यूटर की गणना से की। चक्रों की संख्या में वृद्धि के साथ, समस्या का अनुकरण एक शास्त्रीय कंप्यूटर के लिए असहनीय हो जाता है, इसलिए, इसके प्रदर्शन का आकलन करने के लिए, भौतिक विज्ञानी सरलीकृत सर्किट मॉडल का उपयोग करते हैं - वे या तो सर्किट को दो अलग-अलग भागों में विभाजित करते हैं और उन्हें समानांतर में बदल देते हैं, या शुरुआत में ही कई टू-क्विबिट सबलेयर्स को हटा दें।कम संख्या में चक्रों पर परीक्षण से पता चलता है कि दोनों मॉडल प्रयोगात्मक डेटा का अच्छी तरह से वर्णन करते हैं, इसलिए वैज्ञानिक चक्रों की संख्या पर बड़ी संख्या में चक्रों पर श्रृंखला रूपांतरण सटीकता की निर्भरता को एक्सट्रपलेशन करते हैं।
एक शास्त्रीय और क्वांटम प्रोसेसर पर एक समस्या को हल करने के लिए आवश्यक समय की तुलना करने से वैज्ञानिकों को यह तुलना करने की अनुमति मिलती है कि क्वैबिट की संख्या में वृद्धि के साथ समस्या कितनी अधिक कठिन हो जाती है। यदि शास्त्रीय कंप्यूटर ने १५.९ दिनों में ५३ qubits के लिए कार्य का मुकाबला किया, तो ५६-qubit में ८.२ साल लगते हैं।
इस तथ्य के बावजूद कि लेखकों ने शास्त्रीय कंप्यूटर पर सिमुलेशन के लिए दो अलग-अलग एल्गोरिदम का उपयोग किया और समान अनुमान प्राप्त किए, वे नए, अधिक कुशल एल्गोरिदम के उद्भव की भविष्यवाणी करते हैं। उनकी राय में, यह शास्त्रीय और क्वांटम कंप्यूटिंग के बीच प्रतिस्पर्धा को जारी रखने की अनुमति देगा और क्वांटम सिस्टम को स्केल करने में उपयोगी साबित हो सकता है।
एक ही वास्तुकला के साथ क्वांटम सर्किट के अनुकरण के लिए एक सरल और प्रभावी शास्त्रीय एल्गोरिथ्म पहले से ही चीनी भौतिकविदों के एक समूह द्वारा प्रस्तावित और कार्यान्वित किया जा चुका है। और उनके सहयोगियों ने दिखाया कि एक फोटोनिक क्वांटम प्रोसेसर किसी अन्य समस्या को हल करने में शास्त्रीय एक की तुलना में तेज़ हो जाता है।
