Zorganizowany przez nich eksperyment polegał na zaangażowaniu konwencjonalnego komputera oraz zaawansowanych modeli matematycznych w celu pokonania maszyny kwantowej. Zadanie, które miało zostać w ten sposób zrealizowane, było dotychczas uważane za zbyt wymagające i wydawało się zarezerwowane dla znacznie bardziej zaawansowanych komputerów kwantowych, a nie klasycznych.
Czytaj też: Jak internet, to najszybszy. A kto obecnie taki oferuje? Już wiemy!
Badanie zakończyło się zupełnie niespodziewanie, ponieważ klasyczny komputer wyszedł z tego nierównego pojedynku zwycięsko. O kulisach tak zaskakującego przebiegu spraw członkowie zespołu badawczego piszą w artykule zamieszczonym na łamach Physical Review Letters. Czego dowiadujemy się z publikacji? Przede wszystkim, że chodziło o problem mający postać dwuwymiarowego układu kwantowego obracających się magnesów. To właśnie on wykazał zachowanie określane mianem uwięzienia, które wcześniej obserwowano wyłącznie w układach jednowymiarowych.
Uzyskany rezultat pokazuje, że granica między konwencjonalnym i kwantowymi komputerami może być znacznie cieńsza niż sugerowałyby wcześniejsze eksperymenty. Oczywiście różnice między nimi wciąż istnieją i w ostatecznym rozrachunku kwantowe odpowiedniki będą niemal na pewno sprawdzały się lepiej. Mimo to ich klasyczna konkurencja jasno pokazuje, że nie powiedziała jeszcze ostatniego słowa.
Naukowcy próbowali wyjaśnić, jakim sposobem klasyczny komputer prowadził sobie z zadaniem, które wydawało się zarezerwowane dla jego kwantowego odpowiednika
Podstawową przewagą komputerów kwantowych jest możliwość wykorzystywania superpozycji. Za jej sprawą kubity mogą przyjmować nie tylko wartości 0 bądź 1 (jak zwykłe bity), ale także obie jednocześnie. Zdecydowanie zwiększa to możliwości obliczeniowe i przekłada się na wielkie postępy w prowadzonych kalkulacjach. O ile klasycznym komputerom mogą one zajmować długie lata, tak dla kwantowych zazwyczaj stanowią wyzwanie na nie dłużej niż kilka minut.
I choć wspomniany eksperyment z obracającymi się magnesami miał być możliwy do rozwiązania tylko za pośrednictwem komputera kwantowego, to naukowcy szybko wyprowadzili się z błędu. Co więcej, wykazali, że ten sam wyczyn można powtórzyć z użyciem… smartfona. Wielką niewiadomą pozostawało to, dlaczego w ogóle istnieje taka możliwość. Inżynierowie skupili się więc na poszukiwaniu odpowiedzi.
Czytaj też: Odkryto kolejne złośliwe oprogramowanie. Nawet dzwoniąc do banku nie jesteśmy bezpieczni
Kluczem do rozwikłania zagadki okazało się wymienione zjawisko nazywane uwięzieniem. O co dokładnie chodzi? W skalach kwantowych magnes może być zorientowany w górę lub w dół, bądź w obu kierunkach jednocześnie – podobnie jak w podanym przykładzie z kubitem w roli głównej. Jego konfiguracja wpływa zarazem na ilość energii, jaką posiada w czasie umiejscowienia w polu magnetycznym. Początkowo wszystkie magnesy były skierowane w tym samym kierunku, lecz gdy pojawiło się pole magnetyczne, część zaczęła się odwracać, napędzając przy okazji pozostałe. Ich wzajemnie oddziaływania mogą wywołać splątanie, które utrudnia prowadzenie symulacji klasycznym komputerom.
Dla ich kwantowych odpowiedników jest to natomiast zdecydowanie mniejszym wyzwaniem. Z czasem okazało się, iż w układzie zamkniętym – ze względu na konkretną ilość energii – splątanie zostało ograniczone. Doszło więc do zamknięcia. To z kolei ułatwiało prowadzenie symulacji klasycznym komputerom. Te wyszły więc obronną ręką ze starcia, w którym zdrowy rozsądek wskazywałby na ich porażkę.