Квантовый чип Google за 5 минут решил задачу, на которую лучшим суперкомпьютерам не хватило бы срока существования Вселенной. Эксперимент описан в статье, опубликованной в журнале Nature.
Исследователи Google представили квантовый чип Willow, способный выполнять вычисления, недостижимые для суперкомпьютеров. Эксперимент показал, что при использовании новых методов исправления ошибок квантовые компьютеры могут выполнять вычисления с возрастающей точностью по мере масштабирования.
Квантовые компьютеры традиционно страдают от высокой чувствительности к внешним воздействиям, что приводит к ошибкам в вычислениях. Исследователи решают эту проблему, распределяя квантовую информацию между несколькими физическими кубитами, создавая так называемые логические кубиты. Этот метод называется исправлением квантовых ошибок.
Чип Willow, содержащий 105 физических кубитов, стал результатом многолетней работы специалистов Google. Исследователи разработали технологию, которая позволяет при каждом увеличении размера логического кубита вдвое снижать частоту ошибок. Это принципиально новый подход, который ранее существовал только в теоретических моделях.
Работу чипа протестировали для решения задачи Quantum Random Circuits — одного из бенчмарков, который используют для оценки работы квантовых компьютеров. Willow выполнил за пять минут вычисления, на которые суперкомпьютеру Frontier потребовалось бы 10²⁵ или 10 септиллионов лет — это больше, чем возраст Вселенной.
Главный вызов для Google и других разработчиков систем квантовых вычислений заключается в переходе от демонстрации теоретических возможностей к практическим задачам. Представители компании считают, что к концу текущего десятилетия такие компьютеры смогут производить реальные научные открытия. Ученые признают: впереди еще много сложных задач. Предстоит научиться объединять логические кубиты в сети и выполнять с ними сложные операции.
