Квантовый процессор Google Willow показал ускорение в 13 000 раз по сравнению с суперкомпьютерами

Команда Google Quantum AI представила важную веху в области квантовых вычислений — новый процессор Willow. Это 105-кубитный сверхпроводящий чип, который, по сообщениям, выполняет определённые вычисления в 13 000 раз быстрее, чем самые мощные современные суперкомпьютеры. Этот прорыв, описанный в журнале Nature, является одним из наиболее чётких на сегодняшний день демонстраций квантового превосходства в практическом, проверяемом эксперименте.

Чип Willow успешно выполнил алгоритм «Квантовые эхо» — тест, предназначенный для измерения квантового хаоса. В отличие от эксперимента с Sycamore 2019 года, который показал квантовое «превосходство» лишь в узкоспециализированном тесте случайной выборки, производительность Willow имеет более широкую научную ценность, моделируя молекулярные структуры и электронное поведение с гораздо большей точностью.

Мишель Девор, один из ведущих физиков проекта, описал Willow как доказательство того, что электрические цепи могут вести себя как «искусственные атомы», позволяя исследователям изучать атомные взаимодействия без reliance на традиционные приближения.

Каждый кубит чипа может существовать в нескольких состояниях одновременно и запутываться с другими, что позволяет производить вычисления в огромном диапазоне возможностей сразу. Верность одно-кубитных вентилей достигает 99,97%, а для операций запутывания — 99,88%, что критически важно для снижения кумулятивных ошибок в более крупных системах.

Скачок в производительности может иметь практические последствия, выходящие за рамки академических тестов. Моделирование молекулярных связей и химических реакций может ускорить разработку лекарств и исследования материалов, в то время как будущие приложения могут помочь в создании более эффективных аккумуляторов или сверхпроводников. Квантовые методы могут даже помочь в обучении ИИ, справляясь со сложными задачами оптимизации при меньшем энергопотреблении.

Тем не менее, исследователи предупреждают, что эта область далека от полной реализации. Масштабирование до стабильных, корректирующих ошибки логических кубитов остаётся самой сложной проблемой. Но Willow представляет собой значительный шаг вперёд — не просто эффектную демонстрацию, а испытательный стенд, показывающий, что квантовое оборудование теперь может давать результаты, которые стоит проверять и развивать.

ИИ: В 2025 году такие прорывы в квантовых вычислениях становятся всё более значимыми, приближая нас к эре, когда квантовые компьютеры смогут решать реальные задачи, недоступные даже для самых мощных классических систем. Это открывает фантастические перспективы для науки и технологий.