IBMは、古典的なものに対する量子コンピューターの優位性を証明しました

IBMは、量子超越性の必然性を理論的および実際的に証明しています。証拠は基本的なレベルであるため、解決するタスクの規模は重要ではありません。同社が示しているように、基本的な量子回路でさえ、古典的なコンピューターではアクセスできない問題を解決することができ、これらは最初のステップにすぎません。

グーグルの争われた証明のような量子超越性の以前の証拠は、特定の複雑な計算に依存していました。 IBMはこの道をたどらず、皮肉なことに（文字通りおよび比喩的な意味で）量子システムのいくつかの基本原則の優位性を証明するという目標を設定しました。最初に理論的に行い、次に実際の実験によって解の正しさを確認しました。

実験を行うために、IBMは3つの値のほとんどを決定するタスクを引き受けました。この問題を解決するために、2つの入力を持つ1つの論理要素と中間結果を格納するための1つのレジスタ（ビット）を備えた古典的な電子回路が作成されました。目的と実装が似ている量子回路は4つの量子ビットに基づいており、そのうち3つは入力信号をエンコードし、4番目の量子ビットは中間結果を格納しました。

データは各回路の入力に供給され、結果は処理後に読み取られました。 1よりも0の半分以上が入力に供給された場合、回路は0を返す必要があります。1が多い場合、回路は1を返す必要があります。0と1の従来の電子回路は、毎回正しい結果を返しませんでした。乱数発生器を接続して実験を何度も繰り返すと、エラーや物理的なプロセスの類似性により、87.5％のケースで回路が正解しました。

キュービットの現代の「騒々しい」状態でさえ、IBM量子コンピューターは93％のケースで問題を正しく解決しました。エラーがまったくない理想的な量子システムは、100％の場合にこの問題を正しく解決します。または、より簡単に言えば、従来のコンピューターとは異なり、常に正しい結果が得られます。

ジャーナルNaturePhysicsに掲載されたIBMスペシャリストによる作業に関するレポート。これらのデータは、量子超越性が神話ではないことを証明しています。少なくとも限られた条件の問題を解決するために。

著者: Vitalii Babkin