Квантовый компьютер Google решил реальный алгоритм в 13 000 раз быстрее, чем современный суперкомпьютер

Новый 105-кубитный процессор Willow компании Google Quantum AI рекордно приблизился к проверяемому квантовому превосходству и превзошел все существующие суперкомпьютеры.

«Сегодня мы объявляем об исследовании, которое впервые в истории показывает, что квантовый компьютер может успешно запустить алгоритм, проверяемый на аппаратном уровне», — заявили в Google.

Метод получил название «Квантовое эхо» и может когда-то помочь в разработке новых поколений лекарств, катализаторов, полимеров и батарей. Хотя ранние эксперименты пока не продемонстрировали квантового превосходства, по мнению исследователей, полученные результаты представляют поворотный момент на пути к реализации квантовых компьютеров.

В 2024 году 105-кубитный чип Willow выполнил вычисления, на которые самому быстрому в мире суперкомпьютеру Frontier понадобилось бы 10 септиллионов лет. Однако по словам критиков, на практике подобные тесты мало что доказывают. Предыдущие заявления Google о квантовом превосходстве базировались на процессе, называемом случайной выборкой цепей — сложном и не имеющем практического применения. Случайность теста также затрудняла проверку результатов между различными квантовыми системами.

Сейчас в Google заявляют, что алгоритм Quantum Echoes устраняет эти недостатки. Его запустили на 65 кубитах Willow и он справился с задачей в 13 тыс. раз быстрее, чем лучший суперкомпьютер Frontier. Алгоритм предоставил результаты, которые можно проверить и воспроизвести на нескольких квантовых процессорах.

Алгоритм работает в три этапа, сначала выполняя ряд квантовых операций, например, моделирование поведения молекулы, а затем незначительно возбуждая один из активных кубитов. Далее он отменяет исходные операции и сравнивает оба набора результатов.