Компания Google официально объявила о достижении так называемого квантового превосходства, под которым понимается способность квантовых компьютеров решать задачи, которые не могут решить обычные вычислительные машины. Ранее, сообщение об этом прорыве появилось на сайте NASA, а затем было удалено, но теперь полноценная статья об успехах Google в сфере создания квантовых компьютеров была опубликована в журнале Nature.
Напомним, квантовые компьютеры оперируют особым типом битов – кубитами. В отличие от классических битов, эти логические элементы могут находиться одновременно в состоянии "ноль" и "единица", выдавая при измерении одно из этих значений с известной вероятностью. Эта особенность позволяет разрабатывать принципиально новые алгоритмы вычислений, которые в некоторых случаях оказываются гораздо продуктивнее классических.
Основная проблема создания квантовых компьютеров с большим числом кубитов связана с возникновением ошибок при вычислениях, считывании и записи информации. Вероятность возникновения таких ошибок возрастает вместе с ростом количества кубитов в квантовом компьютере. Инженерам Google удалось преодолеть эту проблему.
Как пишет The Verge, 54-кубитный квантовый процессор Sycamore, разработанный компанией, тратит всего 200 секунд на вычисления, связанные с перебором случайных последовательностей чисел. При этом, по расчетам исследователей, самый мощный из существующих суперкомпьютеров сможет произвести те же вычисления лишь за 10 тыс. лет, но на практике это пока не проверялось.
В статье уточняется, что в работе одного из кубитов Sycamore произошли неполадки, поэтому в итоге устройство работало на 53 кубитах, а высокую точность работы компьютера обеспечили специально разработанные алгоритмы, которые исправляли до 99,99% ошибок, передает ТАСС. Короткий видеоролик, в котором рассказывается о достижении команды, был опубликован на YouTube-канале Google.
"Квантовые процессоры, построенные на базе сверхпроводящих кубитов, теперь могут проводить вычисления с размерностью в 2 в 53 степени, что выходит далеко за рамки возможного для самых быстрых классических суперкомпьютеров. Мы достигли квантового превосходства и ожидаем, что вычислительные способности таких машин будут расти экспоненциально, подчиняясь некому квантовому аналогу закона Мура", - заключили в Google.
Отметим, что после утечки информации о достижении Google квантового превосходства в компании IBM, которая также занимается разработкой квантовых компьютеров, поставили под сомнение успех конкурентов. В записи, размещенной в блоге IBM 21 октября, говорилось, что описанную исследователями Google задачу суперкомпьютер смог бы решить за 2,5 дня, а вовсе не за 10 тыс. лет.
Первой ограниченный вариант квантового компьютера, в котором было всего 7 кубитов, создала IBM в 2001 году. Самыми мощными образцами последних лет стали 49-кубитный компьютер от Intel, 50-кубитная машина от IBM и 51-кубитный квантовый симулятор, созданный группой физиков под руководством основателя Российского квантового центра Михаила Лукина.
Хотя успехи Google, скорее всего, станут важным шагом на пути к созданию пригодных для решения прикладных задач квантовых компьютеров, до появления таких вычислительных машин пройдут еще годы.
