Η κβαντική υπεροχή, ένας όρος που επινοήθηκε από τον John Preskill το 2012, αναφέρεται στο σημείο στο οποίο οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να εκτελούν εργασίες πέρα από τις δυνατότητες των κλασικών υπολογιστών. Ο καθολικός κβαντικός υπολογισμός, μια θεωρητική έννοια όπου ένας κβαντικός υπολογιστής θα μπορούσε να λύσει αποτελεσματικά οποιοδήποτε πρόβλημα μπορεί να λύσει ένας κλασικός υπολογιστής, είναι ένα σημαντικό ορόσημο στον τομέα της κβαντικής επεξεργασίας πληροφοριών.
Το 2019, η Google ισχυρίστηκε ότι πέτυχε την κβαντική υπεροχή με τον κβαντικό επεξεργαστή 53 qubit που ονομάζεται Sycamore. Ανέφεραν ότι το Sycamore έλυσε ένα συγκεκριμένο πρόβλημα σε 200 δευτερόλεπτα που θα χρειαζόταν περίπου 10,000 χρόνια για να λυθεί ο ταχύτερος υπερυπολογιστής του κόσμου, το Summit. Αυτή η επίδειξη της κβαντικής υπεροχής ήταν μια πρωτοποριακή στιγμή στον τομέα των κβαντικών υπολογιστών.
Ωστόσο, ο όρος «κβαντική υπεροχή» έχει αντιμετωπιστεί με κάποιες διαμάχες. Οι επικριτές υποστηρίζουν ότι ο ίδιος ο όρος υποδηλώνει μια ιεραρχία μεταξύ κβαντικής και κλασικής υπολογιστικής, η οποία μπορεί να μην είναι η πιο ακριβής αναπαράσταση της κατάστασης. Επιπλέον, υπάρχουν συνεχείς συζητήσεις σχετικά με τον συγκεκριμένο ορισμό της κβαντικής υπεροχής και εάν το πείραμα Sycamore πληροί πραγματικά όλα τα κριτήρια για να διεκδικήσει αυτό το ορόσημο.
Από θεωρητική άποψη, η επίτευξη του καθολικού κβαντικού υπολογισμού, όπου ένας κβαντικός υπολογιστής μπορεί να λύσει αποτελεσματικά οποιοδήποτε πρόβλημα μπορεί να λύσει ένας κλασικός υπολογιστής, παραμένει ένα ανοιχτό ερώτημα. Ενώ έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος στην ανάπτυξη κβαντικών αλγορίθμων που ξεπερνούν τους κλασικούς αλγορίθμους σε ορισμένες εργασίες, το πλήρες δυναμικό των κβαντικών υπολογιστών δεν έχει ακόμη αξιοποιηθεί.
Ενώ το πείραμα Sycamore από την Google σηματοδότησε μια σημαντική πρόοδο στον τομέα των κβαντικών υπολογιστών και έθεσε σημαντικά ερωτήματα σχετικά με τις δυνατότητες των κβαντικών υπολογιστών, η επίτευξη του παγκόσμιου κβαντικού υπολογισμού, και επομένως η κβαντική υπεροχή με την αληθινή του έννοια, παραμένει ένας συνεχής τομέας έρευνας και εξερεύνηση.
Άλλες πρόσφατες ερωτήσεις και απαντήσεις σχετικά με Κβαντικές βασικές αρχές πληροφοριών EITC/QI/QIF:
- Πώς λειτουργεί η πύλη κβαντικής άρνησης (quantum NOT ή Pauli-X gate);
- Γιατί η πύλη Hadamard είναι αυτοαναστρέψιμη;
- Εάν μετρήσετε το 1ο qubit της κατάστασης Bell σε μια ορισμένη βάση και στη συνέχεια μετρήσετε το 2ο qubit σε μια βάση περιστρεφόμενη κατά μια ορισμένη γωνία θήτα, η πιθανότητα να λάβετε προβολή στο αντίστοιχο διάνυσμα είναι ίση με το τετράγωνο του ημιτόνου του θήτα;
- Πόσα bit κλασικής πληροφορίας θα απαιτούνταν για να περιγραφεί η κατάσταση μιας αυθαίρετης υπέρθεσης qubit;
- Πόσες διαστάσεις έχει ένας χώρος 3 qubits;
- Θα καταστρέψει η μέτρηση ενός qubit την κβαντική υπέρθεση του;
- Μπορούν οι κβαντικές πύλες να έχουν περισσότερες εισόδους από εξόδους όπως οι κλασσικές πύλες;
- Η παγκόσμια οικογένεια κβαντικών πυλών περιλαμβάνει την πύλη CNOT και την πύλη Hadamard;
- Τι είναι ένα πείραμα διπλής σχισμής;
- Είναι η περιστροφή ενός φίλτρου πόλωσης ισοδύναμη με την αλλαγή της βάσης μέτρησης της πόλωσης φωτονίων;
Δείτε περισσότερες ερωτήσεις και απαντήσεις στο EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals