IBM в десять раз снизила уровень ошибок квантового компьютера при выполнении сложных вычислений
Исследователи из IBM и Чикагского университета продемонстрировали квантовую вычислительную систему, которая не только выполнила вычислительно сложную задачу, но и позволила с высокой статистической достоверностью подтвердить правильность полученного результата. По словам авторов, это стало важным шагом к созданию квантовых компьютеров, результатам которых можно доверять.
В эксперименте использовались 70 логических кубитов — защищённых от ошибок комбинаций физических кубитов. Квантовый компьютер выполнил сложную схему вычислений примерно за 15 минут, тогда как её моделирование на классических компьютерах оказалось практически невыполнимым из-за слишком больших затрат времени и вычислительных ресурсов.
Одним из главных достижений стало то, что эффективная частота ошибок логических кубитов оказалась в десять раз ниже, чем у физических кубитов. Это означает, что система коррекции ошибок значительно уменьшила влияние аппаратных сбоев во время выполнения вычислений.
Обычно проверка квантового превосходства сталкивается с серьёзной проблемой: если задача слишком сложна для классического компьютера, то становится крайне трудно убедиться, что квантовая машина получила правильный ответ. Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали новую схему квантовых цепей, которая одновременно остаётся вычислительно сложной и позволяет выявлять ошибки в процессе вычислений.
В ходе эксперимента система выполнила 2415 двухкубитных логических операций и 468 логических T-операций, сформировав квантовую схему, которую современные методы классического моделирования уже не способны эффективно воспроизвести.
По словам директора IBM Research Джея Гамбетты, компания фактически вступила в эпоху квантового превосходства, когда квантовые компьютеры способны решать задачи, недоступные классическим системам, при этом обеспечивая статистические доказательства корректности вычислений. Авторы отмечают, что развитие методов проверки результатов станет одним из ключевых условий для практического применения квантовых компьютеров в будущем.
Исследование в журнале Physical Review X.