Cientistas chineses mais uma vez finalmente desmascararam o mito da superioridade quântica do sistema Google Sycamore

Em 2019, pesquisadores do Google disseram que foram os primeiros a alcançar a supremacia quântica quando o computador quântico Sycamore da empresa realizou cálculos em 200 segundos que levariam 10.000 anos para um supercomputador convencional. Cientistas na China fizeram o mesmo cálculo em poucas horas usando GPUs convencionais e afirmam que um supercomputador faria o mesmo em algumas dezenas de segundos.

Sistema quântico Google Sycamore. Fonte da imagem: Google

Obviamente, o Google foi muito apressado quando anunciou a supremacia quântica há três anos, um marco além do qual os computadores clássicos finalmente se rendem aos computadores quânticos no domínio da computação ou algum tipo de simulação. Tal declaração de alto perfil não poderia passar despercebida na comunidade científica, e a IBM foi a primeira a reagir a ela, já que a declaração do Google comparou o sistema Sycamore ao supercomputador IBM Summit. A IBM questionou a superioridade quântica do Sycamore e disse que o Summit poderia realizar cálculos semelhantes em 2,5 dias, não 10.000 anos, como o Google afirma.

Então, os cientistas chineses começaram a desmascarar o mito sobre a superioridade quântica do Google Sycamore para resolver um certo tipo de problema – executar um algoritmo para simular um circuito quântico aleatório arbitrário ou amostrar a distribuição de saída de circuitos quânticos aleatórios – mas não teoricamente, pois eles fez na IBM, mas resolvendo o problema praticamente em computadores clássicos.

No ano passado, otimizando o algoritmo, os chineses em 60 placas de vídeo NVIDIA resolveram o problema em 5 dias. Obviamente, um supercomputador poderia resolver o problema mais rapidamente. De fato, o novo supersistema chinês Oceanlite baseado na nova geração de chips Sunway (ShenWei) recebeu o prestigioso Prêmio Gordon Bell por quê? Por refutar as alegações do Google de alcançar a supremacia quântica. A Oceanlite resolveu o problema em 304 segundos, tornando-se simultaneamente a primeira do mundo a superar a barreira da exascale.

O incrível poder da Oceanlite é quase igual às capacidades do Sycamore quântico. Mas os chineses novamente otimizaram o algoritmo e conseguiram resolver o problema quântico do Google em 512 placas de vídeo NVIDIA em 15 horas. Como dizem os cientistas, se tivessem um supercomputador, resolveriam o problema em algumas dezenas de segundos, o que deixaria o resultado do Google Sycamore muito para trás.

Especialistas chineses falaram em detalhes sobre o algoritmo e a metodologia para realizar cálculos na revista Physical Review Letters. Para acelerar os cálculos, eles optaram por um engrossamento do nível de erros permissíveis (precisão). Portanto, se o Google realizou cálculos levando em consideração a probabilidade de erros de 0,2%, os pesquisadores chineses permitiram a probabilidade de erros no nível de 0,37%, o que acelerou os cálculos em 256 vezes. Os chineses também usaram matrizes tensoras, graças às quais os cálculos foram reduzidos a operações simples de multiplicação, e as GPUs fazem isso melhor no modo de processamento de dados paralelo.

Você pode ler sobre isso em detalhes, mas em linguagem complexa, em um artigo que está disponível no arXiv.org em formato PDF.