Google показала чіп для квантових обчислень із небаченими досягненнями

Лабораторія квантових обчислень Google щойно досягла важливої ​​віхи. У понеділок компанія показала , що її новий квантовий обчислювальний чіп Willow здатний виконувати обчислювальну задачу менш ніж за п’ять хвилин — процес, за словами Google, займе у одного з найшвидших у світі комп’ютерів 10 септильйонів років, або більше, ніж вік Всесвіт.

Це великий стрибок порівняно з 2019 роком, коли Google оголосила, що її квантовий процесор може завершити математичне рівняння за три хвилини, на відміну від 10 000 років на суперкомп’ютері. Тоді IBM заперечила цю претензію .

Окрім підвищення продуктивності, дослідники також знайшли спосіб зменшити кількість помилок, що Google називає «однією з найбільших проблем у квантових обчисленнях». Замість бітів, які представляють або 1, або 0, квантові обчислення використовують кубіти, одиницю, яка може існувати в кількох станах одночасно, наприклад, 1, 0 і будь-що між ними.

Як зазначає Google, кубіти схильні до помилок, оскільки вони «мають тенденцію швидко обмінюватися інформацією зі своїм середовищем». Однак дослідники Google знайшли спосіб зменшити кількість помилок, додавши до системи більше кубітів, і змогли виправити їх у реальному часі. Їхні висновки були опубліковані в Nature .

«Це історичне досягнення відоме в галузі як «нижче порогу» — можливість зменшувати кількість помилок, одночасно збільшуючи кількість кубітів», — пише засновник Google Quantum AI Хартмут Невен у блозі Google. «Ви повинні продемонструвати, що ви нижчі за порогове значення, щоб продемонструвати реальний прогрес у виправленні помилок, і це було видатним викликом, оскільки  квантову корекцію помилок  запровадив Пітер Шор у 1995 році».

За словами Невена, Willow, який має 105 кубітів, «зараз має найкращу продуктивність у своєму класі». Microsoft , Amazon і IBM працюють над власними системами квантового обчислення.

Наступна мета Google полягає в тому, щоб виконати перше «корисне, нестандартне» обчислення, яке є водночас «релевантним для застосування в реальному світі» та таким, якого звичайні комп’ютери не можуть виконати. У майбутньому, Невен каже, що квантова технологія буде «незамінною» для збору даних навчання штучного інтелекту, що зрештою допоможе «відкрити нові ліки, розробити більш ефективні акумулятори для електромобілів і прискорити прогрес у термоядерному синтезі та нових альтернативах енергії».