Google заявила о первом в мире верифицируемом квантовом превосходстве с чипом Willow
Исследователи из команды Google Quantum AI заявили о достижении верифицируемого квантового превосходства с помощью нового процессора Willow и алгоритма Quantum Echoes. Этот прорыв, по их словам, открывает новые перспективы для практического применения квантовых вычислений в таких областях, как разработка лекарств, создание катализаторов и новых материалов.
Чип Willow, содержащий 105 кубитов, позволил выполнить алгоритм «Квантовые эхо» примерно в 13 000 раз быстрее, чем лучший классический алгоритм на суперкомпьютере Frontier. Ключевым отличием нового достижения является возможность проверки и воспроизведения результатов на разных квантовых процессорах, что критически важно для будущих реальных применений.
Ранее демонстрации квантового превосходства, такие как эксперимент 2019 года на процессоре Sycamore, использовали случайное выборку схем — сложную, но бесполезную с практической точки зрения задачу, результаты которой было трудно верифицировать.
Алгоритм Quantum Echoes работает в три этапа: выполнение квантовых операций, небольшое возмущение одного из кубитов и обратное выполнение операций для сравнения результатов. Этот процесс, аналогичный «эффекту бабочки», позволяет изучать, как малые изменения влияют на сложные системы, например, на поведение молекул. Ученые подчеркивают, что низкий уровень ошибок процессора Willow, составляющий 0,1%, сделал этот эксперимент возможным.
Хотя текущие результаты еще не превосходят возможности классических компьютеров на реальных задачах, исследователи уверены, что методология Quantum Echoes со временем найдет применение, в частности, в спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР), широко используемой в химии, биологии и материаловедении.
Руководитель Google Quantum AI Хартмут Невен выразил оптимизм, заявив, что реальные приложения, возможные только на квантовых компьютерах, могут появиться в течение пяти лет.
Исследование было опубликовано в научном журнале .