Uma equipe de pesquisadores afiliados a várias instituições na China construiu e testou um computador quântico fotônico que demonstra a supremacia quântica. Em seu artigo publicado na revista Ciência , o grupo descreve seu computador, que eles chamam de Jiuzhang, e como ele se saiu bem durante a realização da amostragem do bóson gaussiano.

Os computadores quânticos têm sido notícia ultimamente, enquanto os cientistas tentam determinar se eles podem atender às expectativas. Os computadores quânticos podem superar as máquinas convencionais em certas tarefas. O objetivo é alcançar o que veio a ser conhecido como "supremacia quântica" - em que um computador quântico pode superar os computadores convencionais em pelo menos um tipo de tarefa. Até agora, apenas um computador conseguiu esse feito - o dispositivo Sycamore do Google. E porque o campo ainda é tão novo, pesquisadores de todo o mundo estão trabalhando em projetos muito diferentes. Sycamore foi baseado em qubits representados por materiais supercondutores. Neste novo esforço, a equipe na China desenvolveu um computador quântico baseado em fótons, capaz de realizar um único tipo específico de cálculo - amostragem de bóson.

Amostragem de bóson é um meio de calcular a saída de um circuito óptico em linha reta que possui múltiplas entradas e saídas. É realizado através da construção de uma máquina na qual os fótons são enviados para um circuito em paralelo, e uma vez dentro, são divididos por divisores de feixe. Os fótons divididos continuam através do circuito, encontrar espelhos e outros divisores de feixe. Notavelmente, se dois fótons encontrarem o mesmo divisor simultaneamente, ambos os fótons não divididos seguirão um dos caminhos para longe do divisor. O processo é repetido, resultando em uma distribuição de números que representam a saída da rede. Os computadores convencionais ficam paralisados ​​muito rapidamente ao tentar calcular as distribuições de tal sistema. Jiuzhang foi construído para lidar com 100 entradas e 100 saídas usando 300 divisores de feixe e 75 espelhos.

Os pesquisadores descobriram que Jiuzhang levou aproximadamente 200 segundos para fornecer uma resposta. Eles observaram que o supercomputador mais rápido do mundo teria levado aproximadamente 2,5 bilhões de anos para realizar os mesmos cálculos - um exemplo claro de supremacia quântica.

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