Kaks aastat tagasi, 2019. aasta oktoobris teatas Google, et jõudis millenigi, mida nimetatakse "kvantülimuslikkuseks". Sycamore nime kandva kvantarvutiga olevat nad sooritanud keerulise ülesande lahendamisel arvutustööd mahus, milleks oleks kulunud parimal klassikalisel superarvutil 10 000 aastat. Sycamore sai lahendusega hakkama kõigest 200 sekundiga.

Kvantülimuslikkuse idee pärineb 2012. aastast, kui selle defineeris California Tehnoloogiaülikooli füüsik John Preskill. Põhjus oli valdkonna arenguga kaasnev skepsis, sest olemuslikult tähendab kvantarvuti mateeria täieliku valitsemise oskust. Kompetentsust, mille saavutamise suhtes ollakse tänaseni ebalevad.

Selle asemel, et lõputult teoorias vaielda ja teostuses kahelda, pakkus Preskill kompromissina lihtsa mõõdiku, mille täitmiseks peab kvantfüüsika seaduste alusel töötav arvuti tegema midagi, mida ei suudaks sooritada mõistlikul aja jooksul ükski tavaline, klassikalisele füüsikale rajaneva ehitusega arvuti.

Konkreetselt viidati Sycamore'i uudises kasutatud võrdluses IBM-i valmistatud superarvutile, kuna viimast peetakse valdkonnas Google'i suurimaks rivaaliks. Seepeale vastas IBM, et nende raal suudaks sama ülesande lahendada umbes 2,5 päevaga, andes mõista, et 10 000 aastat on laest võetud ja uhkustamiseks pole põhjust.

Kvantarvuti töötaks klassikalisest arvutist suurusjärkude võrra tõhusamalt, kuid andes viimasele piisavalt aega, saaks vanamoodsalt töötav masin hakkama samade ülesannetega. Asjaolule viitasid nii Google kui ka IBM, võrreldes kvantarvutit klassikalisega. Ainuke, milles seisukohad erinesid, oli klassikalisel arvutil tööks kuluva aja hinnang.

Küsimus on paljuski selles, kuidas teha ülesande lahendamine arvutile võimalikult lihtsaks ehk millise algoritmiga selle tööd juhtida. Värsked uudised Hiina Teaduste Akadeemia teoreetilise füüsika instituudist kirjeldavad, kuidas teadlased simuleerisid klassikalise superarvuti peal Google'i kvantarvuti tööd, mis pandi lahendama sama ülesannet, millega olevat saavutatud kvantülimuslikkus. Kokku 512 graafikaprotsessorist koosneval arvutil kulus ülesande lahendamiseks 15 tundi. Seejuures tehti erinevalt kvantarvutist seda täpsemalt.

Viimane osutab kvantarvuti tööpõhimõtteks olevate kvantbittide äärmiselt probleemsele kontrollile. Kuna need on igasuguste mõjutuste suhtes väga tundlikud, esineb palju müra ja toodetakse hulganisti vigu. Sycamore'i arvustustööst koosneski üle 99 protsendi vigastest arvutustest. Allesjäänud protsendi murdosa läbis kontrolli ja loeti korrektseks. Sestap oli võimsaks vihjatud kvantarvuti pigem ülivõimas praagimasin, aga sellest hoolimata piisas tulemusest klassikalise superarvuti üle trumpamiseks.

Nüüd simuleeriti siis klassikalisel arvutil kvantarvutit, andes sellele ülesande, mille põhjal pidas viimane end ülimuslikuks. Näiliselt öeldi, et keiser on alasti.

Antud juhul jääb kvantülimuslikkus siiski Google'i kätte, sest 200 sekundit on kiirem 15 tunnist. Samas võib vaielda, kas kolmveerand päeva on ebamõistlik aeg. Hiina teadlased väidavad, et kui neil õnnestub kasutada uue põlvkonna eksaflop-võimekusega superarvuti ressurssi, kuluks aega mõned tosinad sekundid ja Google'i kvantarvuti kaotaks suled, millega uhkeldada.

Google polegi enam kõige ägedama kvantülimuslikkuse tiitli pärija. Hiinas on kvantarvuti arendamine riiklik prioriteet. Seal demonstreeriti eelmisel sügisel kvantarvutit Jiuzhang, mis suutis lahendada 200 sekundiga ülesande, millele hetkel maailma võimsamal superarvutil, Jaapanis asuval Fugakul kuluks 600 miljonit aastat.

Google Sycamore'i kvantarvuti rajanes 54 kvantbitil ja Jiuzhangis oli neid 64. Võrdlusena olgu toodud, et 300 kvantbiti abil saaks kirjeldada süsteemi, mille klassikalisel viisil kirjeldamisel läheks tarvis nii palju arve, kui on universumis aatomeid.

Äsja teatas IBM, et nende Eagle kvantprotsessor suudab kontrollida 127 kvantbitti. Hoolimata sellest, et teade põhjustas palju kriitilist vastukaja, kuna kaheldakse, kas tegemist on sõnamänguga, mille varju jäävad detailid ei räägi tõelisest kvantarvutist, peame esialgu usaldama peadirektor Arvind Krishna sõnu, et nende kvantraali ei ole võimalik klassikalise superarvutiga simuleerida. Seega on nende oma võimsaim kui ükski teadaolev arvuti.

Kõigi nende uudiste valguses võiks korrata elektrooniliste arvutite koidikul IBM-i juhtinud Thomas Watsonile omistatud väidet, et maailm vajaks võib-olla viit arvutit. Kvantarvutite edu valguses paistab väide vähem humoorikana.

Esmaspäevast neljapäevani võib Kristjan Porti tehnoloogiakommentaari kuulda Raadio 2 saates "Portaal".