Сегодня 24 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 🔥
Elden Ring Nightreign стала самой продаваемой игрой июня в США, опередив Death Stranding 2: On the Beach и Mario Kart World 13 мин.
Банковский троян Coyote обновился и стал опаснее — но пока в основном для бразильцев 42 мин.
Глава Google заявил, что он в восторге от партнёрства с OpenAI, но верится в это с трудом 2 ч.
ИИ будет рассматривать обращения россиян в госорганы — Минцифры проведёт эксперимент по внедрению ИИ в госуправление 2 ч.
Стёртые временем письмена прочитает «Эней» — ИИ от Google DeepMind для восстановления древних текстов и их истории 3 ч.
Чёрный юмор, дух оригинальной игры и никакого DEI: анонсирована новая Lollipop Chainsaw и аниме по мотивам 4 ч.
Alphabet отчиталась о взлетевшей на 20 % прибыли, взрывном росте облаков и ИИ 5 ч.
Атака на серверы Microsoft SharePoint может стать крупнейшей кибератакой 2025 года — число пострадавших превысило четыре сотни 5 ч.
Double Fine устроила раздачу Brutal Legend в память об Оззи Осборне — культовая игра стала бесплатной на 666 минут 5 ч.
Apple добавила в iOS 26 фильтры, которые помогут избежать фишинга 6 ч.
Nintendo Switch 2 установила рекорды дебютных продаж для игровых приставок в США и Японии 23 мин.
Роботом Tesla Optimus на раздаче попкорна управлял человек, но это не помешало ему зависнуть 43 мин.
Zotac выпустила видеокарту GeForce RTX 5090 ArcticStorm AIO с мощной СЖО и компактную GeForce RTX 5060 Low Profile 44 мин.
Neuralink намерен ежегодно устанавливать импланты в мозг 20 000 человек и получать не менее $1 млрд выручки 2 ч.
После отключений мобильного интернета в России подскочила популярность спутниковой связи 2 ч.
Sony задумалась о продаже бизнеса сотовых чипсетов 2 ч.
G.Skill представила 512-Гбайт комплект оперативной памяти DDR5-6400 для самых мощных Ryzen 2 ч.
Бум ИИ продолжает обогащать SK hynix: выручка подскочила на 35 %, прибыль — на 69 % 2 ч.
«Мегафон» вновь возглавил рейтинг лучших провайдеров мобильного интернета в России в первой половине 2025 года 2 ч.
Google показала всю серию смартфонов Pixel 10 — тройные камеры теперь будут у каждой модели 3 ч.