الشكوك يلقي على مطالبة D-Wave بتفوق الكمبيوتر الكم

تقول شركة الحوسبة الكمومية D-Wave إن أجهزتها يمكنها حل المشكلات التي من المستحيل فعليًا على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية-لكن مجموعتان بحثتان منفصلتان قد أشارتا الآن إلى المطالبة.

كما ذكرت من قبل عالم جديد في العام الماضي ، نشرت D-Wave مجموعة ما قبل الطباعة التي تدعي أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي يمكن أن تحسب مشكلات نموذج المجال المستعرض-وهي نسخة كمية من التقريب الرياضي لكيفية تصرف المادة عند تغيير الحالات ، مثل السائل إلى الغاز-من الصعب حلها على الكمبيوتر التقليدي.

لقد مرت هذه المقالة الآن مراجعة النظراء وتم نشرها في المجلة علوم في 12 مارس ، ولكن في الوقت نفسه ، أظهر الباحثون الذين يعملون على الخوارزميات الكلاسيكية أن هذه المشكلات يمكن الوصول إليها بسهولة للآلات العادية.

يقول Dries Sels في جامعة نيويورك وزملاؤه إنهم أجروا حسابات مماثلة على جهاز كمبيوتر محمول عادي في ساعتين فقط ، باستخدام مجال من الرياضيات يسمى Networks. تقلل هذه الشبكات بشكل أساسي من كمية البيانات التي تتطلبها المحاكاة ، وقطع الطاقة الحسابية المطلوبة بشكل كبير لتشغيلها.

يقول أندرو كينج في D-Wave إن هذا لا يفعل شيئًا لتغيير المطالبة الأصلية للشركة. يقول كينج: “لم يفعلوا كل المشكلات التي واجهناها ، ولم يفعلوا كل الأحجام التي قمنا بها ، ولم يفعلوا كل الملاحظات التي قمنا بها ، ولم يقوموا بجميع اختبارات المحاكاة التي أجريناها”. “لذلك فهو تقدم كبير ، هؤلاء باحثون رائعون … لكن هذا ليس شيئًا يدحض مطالبتنا في التفوق.”

يقول كينج إنه بعد سماع ورقة SELS ، قرر تشغيل حسابات أكبر تشمل ما يصل إلى 3200 Qubits – بتات الكم ، لبنات البناء من أجهزة الكمبيوتر الكمومية – تتجاوز 54 محاكاة بواسطة Sels. يقول هذا يوضح كذلك تفوق الكمية ، على الرغم من أن النتائج لم يتم نشرها بعد.

يصف Sels هذا الرد بأنه “صغير بعض الشيء” ، قائلاً إن نهج الموتر يمكن أن يتوسع بسهولة. ويقول إن الوقت لتشغيل الخوارزمية يتناسب مع حجم المشكلة ، لذلك ليست هناك حاجة لاختبار مشاكل أكبر. “إذا كان ذلك سيجعلهم حقًا [D-Wave] يقول سيلز: “حسناً ، يا رفاق فعلوها” ، وبعد ذلك سيقولون “حسنًا ، يا رفاق ، يمكننا أن نفعل ذلك”. “أنا لا أخطط لذلك. أنا لا أرى النقطة “.

بشكل منفصل ، تقول ليندا موورون وجوسيبي كارليو في EPFL في لوزان ، سويسرا ، إن مشاكل نموذج الحقل المستعرض يمكن حلها إما دون الحاجة إلى تشابك كمي – مصدر رئيسي لفوائد الكمبيوتر المفترضة – أو عن طريق محاكاة كمية ضئيلة من التعرف مع جهاز كمبيوتر عادي.

يقول كارليو إن الزوج هرع لنشر ورقتهما ليتزامن مع D-Wave’s علوم المنشور ، وهو يعترف بأنه يركز فقط على نوع واحد من المشكلات التي تعالجها الشركة ولا تصل إلى نفس الحجم. يقول كارليو إن ورقة D-Wave تشير إلى أن مثل هذا الحساب سيستغرق ما يصل إلى 200 عام على حاسوب خارق قوي ، لكنه فعل ذلك في ثلاثة أيام باستخدام أربع وحدات معالجة الرسومات فقط (GPU)-وهو قدر متواضع من الحساب. ومع ذلك ، يقول إنه في غضون أسبوع ، يجب أن يتجاوز حجم المشكلات التي تم حلها بواسطة D-Wave.

يقول كارليو: “إن الدرس الذي يجب تعلمه هو أنه إذا قلت ،” هذا يتجاوز المحاكاة الكلاسيكية “، فستكون هناك محاكاة كلاسيكية ستفعل ذلك”. “اقتراحي ، عندما يكتبون هذه الأوراق ، هو تجنب هذه الادعاءات ، لأنهم لا يحتاجون إليها.”

رداً على ذلك ، رفض متحدث باسم D-Wave هذه الحسابات. يقول المتحدث باسم المتحدث: “في ورقتنا ، وجدنا أن عمليات المحاكاة من هذا النوع سهلة للغاية لتقديم أي مطالبات قوية”. “على الرغم من أن هذه الورقة تبدو بمثابة تقدم ، إلا أنها لا تتحدى مطالباتنا على الإطلاق من محاكاة الكم الكلاسيكية.”

إذا تم تأكيد النتائج التي تم إلغاؤها ، فلن تكون هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها وصف أجهزة الكمبيوتر الكمومية بأنها لا تقبل المنافسة ، فقط لتثبت خلاف ذلك. في عام 2019 ، ادعت Google أن الكمبيوتر الكمي Sycamore يمكنه إجراء حسابات من شأنها أن تأخذ حتى أقوى الحاسوب الكلاسيكي في العالم 10،000 عام لإكمالها. ولكن في عام 2022 ، استخدم الباحثون 512 وحدات معالجة الرسومات لإكمال المهمة في حوالي 15 ساعة ، وفي عام 2024 أكمل فريق آخر نفس المهمة في 14.22 ثانية. اعتمدت تلك السرعة الكلاسيكية أيضًا على شبكات الموتر.

يقول ألكس كيسنجر من جامعة أكسفورد إن D-Wave كانت واحدة من أوائل الشركات الناشئة التي تعمل على الحوسبة الكمومية ، حيث قدمت ما أطلق عليه أول جهاز كمبيوتر كمي متاح تجاريًا في وقت مبكر من عام 2011. لكن الشركة كانت تعاني في أيامها الأولى من خلال شكوك الخبراء حول ما إذا كانت أجهزة الكمبيوتر الخاصة بها كانت حقًا أو آلات كلاسيكية غير معتادة التي كانت متوقفة في بعض المشكلات.

تم وضع أسئلة حول كمية D-Wave إلى حد ما في الفراش في هذه المرحلة ، ولكن لم يتم رؤية ما إذا كانت أجهزتها يمكن أن تحل حقًا المشكلات المستحيلة للآلات العادية. يقول كيسنجر: “أعتقد ، على نطاق واسع ، في هذه الأيام ، يبدو أنهم أكثر احتراماً مما ربما في الأيام الخوالي عندما كانوا يقدمون هذه المطالبات الكبيرة ويحافظون على كل التفاصيل قليلاً تحت الغطاء”. “في هذه الأيام ، يمكنك رؤية الكثير من التفاصيل حول ما تفعله أجهزتهم بالفعل.”