Google заявила о прорыве в квантовых вычислениях с алгоритмом в 13 000 раз быстрее классического

Компания Google объявила о «крупном прорыве в алгоритмах» для квантовых вычислений. Разработчики заявляют, что их алгоритм Quantum Echoes, работающий на квантовом процессоре Willow, в 13 000 раз быстрее выполняет определённые вычисления по сравнению с традиционными суперкомпьютерами.

Одной из основных проблем квантовых компьютеров является высокий уровень ошибок из-за использования кубитов. В отличие от обычных битов, кубиты могут находиться в состоянии суперпозиции, но крайне чувствительны к малейшим изменениям окружающей среды.

Google утверждает, что её процессор Willow снижает количество ошибок за счёт группировки кубитов в структуры, называемые поверхностным кодом. Чем больше такая структура, тем больше ошибок она может переносить, что в целом снижает уровень ошибок и повышает надёжность результата.

Алгоритм Quantum Echoes работает, посылая сигнал в квантовую систему, отклоняя один отдельный кубит, а затем выполняя тот же набор операций в обратном порядке. После этого наблюдается «эхо» и отслеживаются взаимодействия кубита в системе.

«Метод чем-то похож на эффект бабочки, когда вы воздействуете на что-то в одном месте, и спустя время очень далеко возникает возмущение», — поясняет профессор MIT Арам Харроу.

Это эхо усиливается за счёт конструктивной интерференции, когда квантовые волны складываются и становятся сильнее. Алгоритм был использован в эксперименте для моделирования спинов атомных ядер в двух молекулах, и Google заявляет, что результаты совпали с данными традиционного метода ядерного магнитного резонанса.

Однако заявления Google уже вызвали критику. Квантовый физик из Нью-Йоркского университета Дрис Сельс выразил скептицизм относительно столь значительного преимущества перед классическими машинами:

«Требования к доказательствам должны быть высокими, — говорит Сельс. — Лично я не считаю, что этого достаточно для таких громких заявлений».

Даже если принять заявления Google за чистую монету, стоит отметить, что эксперимент проводился в очень малом масштабе — всего с 15 кубитами. Google заявляет, что постепенно масштабирует систему для создания полноценного квантового компьютера с коррекцией ошибок.