105-кубітний процесор Willow, створений командою Google Quantum AI, здійснив значний прорив у сфері квантових обчислень, наблизившись до досягнення квантової переваги над традиційними суперкомп’ютерами. Новий алгоритм, відомий як Quantum Echoes («Квантове відлуння»), виконав складне завдання у 13 000 разів швидше, ніж найпотужніший на сьогодні суперкомп’ютер Frontier.
Про це розповідає ProIT
Прорив у квантових обчисленнях та алгоритмі Quantum Echoes
Згідно з Google, у 2024 році квантовий чип Willow продемонстрував обчислення, на яке суперкомп’ютеру Frontier знадобилося б 10 септільйонів років. Утім, минулі експерименти Google щодо квантової переваги критикували через відсутність практичного застосування та складність перевірки результатів, оскільки вони базувалися на тестах з випадковою вибіркою ланцюгів. Новий алгоритм Quantum Echoes покликаний усунути ці недоліки.
“Сьогодні ми оголошуємо про дослідження, яке вперше в історії показує, що квантовий комп’ютер може успішно запустити алгоритм, що перевіряється на апаратному рівні”, — заявили у Google.
Quantum Echoes запускали на 65 кубітах процесора Willow. За даними Google, алгоритм забезпечив результати, які можна перевірити та відтворити на різних квантових процесорах. Це стало вирішальним кроком вперед, оскільки дозволило вперше провести об’єктивне порівняння з класичними обчислювальними системами.
Функціонування та перспективи нового алгоритму
Алгоритм Quantum Echoes складається з трьох етапів: спочатку виконується серія квантових операцій, наприклад моделювання поведінки молекули, потім збуджується один із активних кубітів, після чого всі операції скасовуються і результати порівнюються. Це дає змогу дослідити, як незначні зміни впливають на молекулярну структуру, що є недосяжним навіть для найшвидших суперкомп’ютерів.
Відповідно до оцінки штатного наукового співробітника Google Quantum AI Томаса О’Брайєна, точність експерименту значно зросла порівняно з демонстрацією 2019 року. Якщо тоді лише 0,1% отриманих даних були коректними, то зараз лише 0,1% можуть бути помилковими. О’Браєн зауважує, що наразі результати поки що не перевищують класичні можливості, однак подальше вдосконалення технологій корекції помилок може відкрити шлях до справжньої квантової переваги у вирішенні практичних завдань.
Наукова стаття з результатами дослідження опублікована у журналі Nature.
