Физики из Google впервые достигли "верифицируемого" квантового превосходства

МОСКВА, 22 октября. /ТАСС/. Исследователи из Google заявили о разработке подхода, который позволяет надежным образом проверить способность произвольного квантового компьютера решать сложные задачи в десятки тысяч раз быстрее, чем классические суперкомпьютеры. Работа этого подхода была успешно проверена на квантовом процессоре Willow, пишут исследователи в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Избранная нами задача одновременно очень чувствительна к ошибкам, и при этом она обладает очень высокой вычислительной сложностью для классических компьютеров, что делает ее идеальным кандидатом для достижения полезного на практике и при этом легко верифицируемого квантового превосходства. Мы продемонстрировали это, решив две задачи, одна из которых была нерешаемой на суперкомпьютере, а вторая - имела практическую значимость", - пишут физики.

Группа ученых под руководством Хармута Невена, главы лаборатории квантового искусственного интеллекта в Google, уже долгое время работает над практической реализацией алгоритмов квантовой коррекции ошибок. Многие физики предполагают, что дальнейшее развитие квантовых компьютеров потребует создания систем, способных автоматически находить и корректировать случайные ошибки в их работе.

Год назад специалистам Google удалось сделать значительный шаг в преодолении этих проблем при помощи квантового процессора Willow, и достичь "устойчивой" коррекции ошибок в работе квантового компьютера, позволяющей проводить все более продолжительные вычисления. Опираясь на этот подход, Невен и его коллеги разработали подход, позволяющий использовать своеобразное "квантовое эхо" для проведения сложных вычислений, симулирующих сложные физические процессы, связанные со взаимодействиями нескольких тел и "квантовым хаосом".

Проведенные учеными расчеты показали, что квантовые компьютеры способны проводить самые простые версии подобных расчетов всего за 10 секунд, в 13 тыс. раз быстрее, чем это делают "облачные" серверы Google на базе свыше четырех сотен высокопроизводительных процессоров

Данный подход, как отмечает Невен, особенно интересен и полезен тем, что при повторных вычислениях корректно работающий квантовый компьютер должен всегда давать один и тот же ответ. Это позволяет использовать его для проверки заявлений о достижении квантового превосходства, а также для проведения серьезных научных экспериментов, нацеленных на изучение квантовой механики и разработки новых методов метрологии, подытожили ученые.