Учени от Google са създали нов квантов процесор, който за пет минути решава проблем, който би отнел на най-добрия суперкомпютър в света 10 септилиона години. Пробивът ще позволи на квантовите компютри да стават все по-малко податливи на грешки, колкото по-големи стават, постигайки крайъгълен камък, който преодолява препятствие, съществуващо от десетилетия.
Квантовите компютри по своята същност са „шумни“, което означава, че без технологии за коригиране на грешки всеки един от 1000 кюбита – основните градивни елементи на квантовия компютър – се проваля.
Това също така означава, че времето за кохерентност (колко дълго кюбитите могат да останат в суперпозиция, за да могат да обработват изчисления паралелно) остава кратко. За разлика от това, в конвенционалните компютри всеки 1 на 1 милиард милиарда бита се проваля.
Този висок процент на грешки е една от основните пречки пред увеличаването на мащаба на тези машини, така че те да са достатъчно добри, за да работят много по-добре от най-бързите суперкомпютри. Ето защо изследванията са съсредоточени върху създаването на квантови компютри, по-добри и по-малко податливи на грешки, а не просто с повече кюбити.
Google твърди, че нейният нов квантов процесор (QPU), наречен Willow, е първият в света, който постига резултати, които са „под прага“ – крайъгълен камък, очертан от компютърния учен Питър Шор в статия от 1995 г.
Пробивът – постигането на този етап „под прага“ – означава, че грешките в квантовия компютър ще намаляват експоненциално с добавянето на повече физически кюбити. Той очертава пътя за увеличаване на квантовите машини в бъдеще.
Технологията разчита на логически кюбити. Това е кюбит, кодиран с помощта на набор от физически кюбити в решетъчна формация. Всички физически кюбити в един логически кюбит споделят едни и същи данни, което означава, че ако някой кюбит се повреди, изчисленията продължават, тъй като информацията все още може да се намери в логическия кюбит.
Учените от Google създадоха достатъчно надеждни кюбити за експоненциално намаляване на грешките, като направиха няколко промени. Те подобриха протоколите за калибриране, усъвършенстваха техниките за машинно обучение за идентифициране на грешки и подобриха методите за производство на устройствата. Най-важното е, че те подобриха времето за кохерентност, като същевременно запазиха възможността за настройка на физическите кюбити, за да получат най-добра производителност.
„Това, което успяхме да направим в областта на квантовата корекция на грешки, е наистина важен етап – за научната общност и за бъдещето на квантовите изчисления, – който показва, че можем да създадем система, която работи под прага на квантовата корекция на грешки“, казва Джулиан Кели, директор на квантовия хардуер на Google Quantum AI.
Тази трудна задача изисква да се отстранят повече грешки от системата, отколкото са въведени. Под този праг учените могат да увеличат мащаба на квантовия компютър, за да бъде все по-голям и по-голям, а грешките ще продължат да намаляват, обясни Кели.
„Това е изключителна задача от 30 години – откакто идеята за квантовата корекция на грешки беше замислена в средата на 90-те години на миналия век“, завършва Кели, цитиран от hicomm.bg.
