Сегодня 04 июля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Google снова показала квантовое превосходство — квантовые компьютеры стали ближе к практическому применению

Группа учёных под руководством Google сообщила о прорыве в области квантовых вычислений. Они снова продемонстрировали квантовое превосходство — способность квантового компьютера выполнять вычисления, на которые не способен классический, — но на этот раз сосредоточились на точности вычислений. Также учёные показали, что существуют фазовые переходы в вычислительных процессах, что открывает путь к дальнейшему развитию квантовых технологий.

 Источник изображений: Google, Nature

Источник изображений: Google, Nature

Ещё в 2019 году Google заявляла о достижении квантового превосходства, вызвав бурные споры в научном сообществе. Тогда IBM подвергла сомнению этот результат, утверждая, что классические алгоритмы могут быть оптимизированы для решения аналогичных задач. В новой работе, опубликованной в журнале Nature, учёные описали эксперимент с использованием метода случайной выборки цепей (Random Circuit Sampling, RCS), в ходе которого 67-кубитная система выполнила 32 цикла вычислений. Акцент сделан не на квантовом превосходстве, а на том, что даже при наличии шумов — основного ограничения для квантовых процессоров и главной причины ошибок вычислений — можно добиться вычислительных успехов, которые превосходят возможности классических систем. Это доказывает, что квантовые вычисления приближаются к фазе практического применения.

Термин «квантовое превосходство» вызывает определённые споры в научном сообществе. Некоторые исследователи предпочитают использовать термины «квантовая полезность» (Quantum Utility) или «квантовое преимущество» (Quantum Advantage). Последний термин подразумевает не только теоретическое превосходство квантовых устройств, но и их практическую пользу. В отличие от квантового превосходства, которое не связано с реальной полезностью для задач, квантовое преимущество предполагает выполнение задач быстрее и эффективнее, чем на классических компьютерах.

Квантовые процессоры, несмотря на их потенциал, остаются чрезвычайно чувствительными к внешним шумам, таким как температурные колебания, магнитные поля или даже космическая радиация. Эти помехи могут существенно снижать точность вычислений. В исследовании Google учёные изучили влияние шума на работу квантовых устройств и провели эксперимент, который позволил исследовать два ключевых фазовых перехода: динамический переход, зависящий от числа циклов, и квантовый фазовый переход, влияющий на уровень ошибок. Результаты показали, что даже в условиях шума квантовые системы эпохи NISQ могут достичь вычислительной сложности, недоступной для классических систем.

 Фазовые переходы в случайной выборке цепей (RCS). График иллюстрирует два фазовых перехода. Первый — от сосредоточенного распределения битовых строк на малом числе циклов к широкому или антиконцентрированному распределению. Второй — переход в условиях шума, при котором высокая ошибка на цикл приводит к переходу от системы с полной корреляцией к представлению в виде нескольких несвязанных подсистем

Фазовые переходы в случайной выборке цепей (RCS). График иллюстрирует два фазовых перехода. Первый — от сосредоточенного распределения битовых строк на малом числе циклов к широкому или антиконцентрированному распределению. Второй — переход в условиях шума, при котором высокая ошибка на цикл приводит к переходу от системы с полной корреляцией к представлению в виде нескольких несвязанных подсистем

Метод случайной выборки цепей (RCS), использованный в эксперименте, ранее подвергался критике за свою простоту и кажущуюся бесполезность. Однако Google подчёркивает, что RCS является ключевым методом для перехода к задачам, которые невозможно решить на классических компьютерах. Этот метод оптимизирует квантовые корреляции с использованием операций типа iSWAP, что предотвращает упрощение классических эмуляций. Благодаря этому подходу Google смогла чётко обозначить границы возможностей квантовых систем, стимулируя конкуренцию между квантовыми и классическими вычислительными платформами.

В исследовании также рассматриваются перспективы практического использования квантовых процессоров. Одним из первых примеров может стать сертифицированное генерирование по-настоящему случайных чисел, требующее высокой вычислительной сложности и устойчивости к шумам. Серджио Бойксо (Sergio Boixo), руководитель квантовых исследований Google, в своём интервью для Nature отметил: «Если квантовые устройства не смогут продемонстрировать преимущество с помощью RCS, самого простого из примеров использования, то вряд ли они смогут это сделать в других задачах».

 Дорожная карта развития квантовых вычислений Google

Дорожная карта развития квантовых вычислений Google

Работа Google представляет собой значительный вклад в развитие квантовых технологий. Хотя практическое применение квантовых устройств остаётся сложной задачей, такие направления, как сертифицированное генерирование случайных чисел, могут стать первым шагом к их коммерческому использованию. Несмотря на сложности, связанные с шумами, эксперименты Google показывают, что переход от теоретических исследований к практическому применению квантовых устройств становится всё более реальным.

Источники:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Конец эпохи: Intel закрыла приложение Unison для синхронизации ПК и смартфонов 2 ч.
Минюст США убедил Google и Apple не блокировать TikTok, пообещав их не штрафовать 2 ч.
Destiny: Rising не заставит себя долго ждать — дата выхода и новый геймплейный трейлер 5 ч.
Anthem уйдёт в вечный офлайн — Electronic Arts скоро отключит серверы провального шутера 6 ч.
«Базальт СПО» представила в Китае российский ПАК с китайскими чипами Loongson 8 ч.
Петиция «Прекратите убивать игры» набрала миллион подписей для рассмотрения в Евросоюзе, но борьба ещё не окончена 8 ч.
Аналитики раскрыли продажи Death Stranding 2: On the Beach — игра уже стала хитом на PlayStation 5 9 ч.
Windows 11 становится всё популярнее среди геймеров — на неё переходят не только с Windows 10 10 ч.
Новый шутер от соавтора Doom Джона Ромеро оказался под угрозой — из-за увольнений в Microsoft студия осталась без денег и сотрудников 10 ч.
39 млн записей с персональными данными россиян утекло за первое полугодие 12 ч.
CoreWeave стала первым облачным клиентом Nvidia, запустившим эксплуатацию ускорителей Blackwell Ultra 14 мин.
E Ink придумала встроить в тачпад ноутбука экран на электронных чернилах — для общения с ИИ и не только 4 ч.
Новая статья: ИИтоги июня 2025 г.: ой, да было бы что заменять! 6 ч.
Transcend выпустила свой самый быстрый SSD для ПК — MTE260S со скоростью до 14 000 Мбайт/с 7 ч.
«Большой прекрасный закон» Трампа сулит тёмные времена солнечной энергетике США 7 ч.
Nothing Phone (3) для Индии получил более ёмкую батарею, чем для США и Европы 8 ч.
Дело о растрате 6 млрд рублей при создании «планшета Чубайса» дошло до суда 8 ч.
Tesla подтвердила падение спроса на Cybertruck до 5000 единиц в квартал — на порядок ниже изначального плана 9 ч.
Nvidia сегодня может отобрать у Apple звание самой дорогой компании в истории 9 ч.
В России поступили в продажу беспроводные наушники Realme Buds T200x, Buds T200 Lite и Buds Air7 — от 1699 рублей 10 ч.