Komputer kwantowy liczył 25 mikrosekund. Superkomputerowi zajęłoby to więcej, niż istnieje wszechświat

Liczby przy komputerach kwantowych robią się tak duże, że przestają cokolwiek znaczyć. Warto więc zacząć od dwóch, które da się porównać. Jiuzhang 4 generuje jedną próbkę wyniku w 25 mikrosekundach. Superkomputer El Capitan — obecnie najszybsza maszyna klasyczna na świecie — potrzebowałby na to samo ponad 10⁴² lat. Wszechświat istnieje od 1,4 × 10¹⁰ lat.

Wynik ogłoszono 13 maja 2026 roku, jednocześnie z publikacją w „Nature". Maszynę zbudował zespół z Uniwersytetu Nauki i Techniki Chin w Hefei razem z kilkoma krajowymi instytutami.

Trzy tysiące fotonów w jednym układzie

Linia komputerów kwantowych Jiuzhang nie używa kubitów nadprzewodzących, jak Google czy IBM. Używa światła. Informacja siedzi w fotonach, które przechodzą przez układ interferometrów, opóźniających pętli i światłowodów, a na końcu są zliczane przez detektory.

Skala rośnie tu skokowo. Jiuzhang 3 z 2023 roku operował na 255 fotonach. Jiuzhang 4 kontroluje i wykrywa do 3050 fotonów, wykorzystując 1024 stany ściśnięte światła rozłożone w 8176 modach. Przestrzeń stanów, jaką taki układ obejmuje, ma około 10²⁴⁶¹ wymiarów — to liczba bez żadnego fizycznego odpowiednika, wielokrotnie większa od liczby atomów w obserwowalnym wszechświecie.

Sprawność, jaką udało się utrzymać przy tej skali, jest w tej dziedzinie równie ważna jak sama liczba fotonów: 92 procent dla źródła światła i 51 procent dla całego układu. Fotony giną po drodze — w każdym złączu, w każdym zwierciadle — a im większa maszyna, tym trudniej te straty utrzymać w ryzach.

Na czym polega to zastrzeżenie

I teraz rzecz, którą trzeba postawić wyraźnie, bo w doniesieniach o komputerach kwantowych ginie regularnie. Jiuzhang 4 nie jest komputerem w tym sensie, w jakim komputerem jest laptop. Nie da się na nim uruchomić dowolnego programu. Rozwiązuje jedno zadanie: próbkowanie bozonów Gaussa.

Zadanie polega, w uproszczeniu, na przewidywaniu rozkładu prawdopodobieństwa, z jakim fotony wyjdą z układu optycznego o zadanej konfiguracji. Dla maszyny fotonicznej jest to naturalne — ona po prostu robi to, co ma symulować. Dla komputera klasycznego to obliczenie eksplodujące wykładniczo z liczbą fotonów, i stąd te 10⁴² lat.

Dlatego właściwa nazwa tego, co pokazano, to „przewaga kwantowa" — dowód, że istnieje zadanie, w którym maszyna kwantowa bije każdą klasyczną. Nie jest to dowód, że ta maszyna złamie szyfrowanie, zaprojektuje lek albo policzy cokolwiek, za co ktoś dziś płaci. Deklarowany stosunek przewagi wynosi 10⁵⁴ — liczba spektakularna, ale odnosząca się właśnie do tego jednego zadania.

Co z tego może kiedyś wyjść

Zespół z Hefei wskazuje dwa kierunki zastosowań i oba są wewnątrz samej dziedziny kwantowej, nie poza nią.

Pierwszy to bozonowe kody korekcji błędów. Komputer kwantowy odporny na błędy to warunek jakiegokolwiek praktycznego użycia tej technologii, a stany ściśnięte światła są jednym z kandydatów na nośnik takich kodów. Drugi to wielkoskalowe splątane stany klastrowe — zasób, z którego buduje się obliczenia w modelu zwanym pomiarowym.

Warto dodać, że prowadzone są tam dwie linie równolegle. Poza fotoniczną rodziną Jiuzhang rozwijają procesory nadprzewodzące z serii Zuchongzhi, gdzie liczy się liczba kubitów, a nie fotonów. Podejście fotoniczne ma zaletę: pracuje w temperaturze pokojowej, bez kriostatów. I wadę: znacznie trudniej na nim zbudować maszynę programowalną.

Jak to czytać

Jiuzhang 4 jest rekordem świata w dobrze zdefiniowanej kategorii i publikacja w „Nature" oznacza, że wynik przeszedł recenzję. To poważny wynik eksperymentalny: w fotonice kwantowej ośrodek z Hefei jest liderem od 2020 roku i nadal nim pozostaje.

Nie jest natomiast krokiem w stronę komputera kwantowego, który cokolwiek zmieni w codziennej informatyce. Do tego prowadzi zupełnie inna droga: korekcja błędów, programowalność i logiczne kubity. Na tej drodze rekordy liczą się w setkach, nie w liczbach z pięćdziesięcioma zerami.

Źródła: Chińska Akademia Nauk, Xinhua, Xinhua — materiał wideo z laboratorium, Guangming Ribao.