105-кубитный процессор Willow, созданный командой Google Quantum AI, совершил значительный прорыв в области квантовых вычислений, приблизившись к достижению квантового превосходства над традиционными суперкомпьютерами. Новый алгоритм, известный как Quantum Echoes («Квантовое эхо»), выполнил сложную задачу в 13 000 раз быстрее, чем самый мощный на сегодняшний день суперкомпьютер Frontier.
Об этом сообщает ProIT
Прорыв в квантовых вычислениях и алгоритме Quantum Echoes
Согласно Google, в 2024 году квантовый чип Willow продемонстрировал вычисления, на которые суперкомпьютеру Frontier понадобилось бы 10 септильонов лет. Тем не менее, прошлые эксперименты Google по квантовому превосходству подвергались критике из-за отсутствия практического применения и сложности проверки результатов, так как они основывались на тестах с случайной выборкой цепей. Новый алгоритм Quantum Echoes призван устранить эти недостатки.
“Сегодня мы объявляем о исследовании, которое впервые в истории показывает, что квантовый компьютер может успешно запустить алгоритм, проверяемый на аппаратном уровне”, — заявили в Google.
Quantum Echoes запускали на 65 кубитах процессора Willow. По данным Google, алгоритм обеспечил результаты, которые можно проверить и воспроизвести на различных квантовых процессорах. Это стало решающим шагом вперед, так как позволило впервые провести объективное сравнение с классическими вычислительными системами.
Функционирование и перспективы нового алгоритма
Алгоритм Quantum Echoes состоит из трех этапов: сначала выполняется серия квантовых операций, например, моделирование поведения молекулы, затем возбуждается один из активных кубитов, после чего все операции отменяются и результаты сравниваются. Это позволяет исследовать, как незначительные изменения влияют на молекулярную структуру, что недоступно даже для самых быстрых суперкомпьютеров.
Согласно оценке штатного научного сотрудника Google Quantum AI Томаса О’Брайена, точность эксперимента значительно возросла по сравнению с демонстрацией 2019 года. Если тогда лишь 0,1% полученных данных были корректными, то сейчас только 0,1% могут быть ошибочными. О’Брайен отмечает, что на данный момент результаты пока не превышают классические возможности, однако дальнейшее совершенствование технологий коррекции ошибок может открыть путь к настоящему квантовому превосходству в решении практических задач.
Научная статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature.
