Сегодня 11 марта 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Google совершила прорыв в квантовых вычислениях: решена 30-летняя проблема квантовой коррекции ошибок

Google совершила прорыв в области квантовых вычислений. Благодаря новому улучшенному процессору и усовершенствованной системе коррекции ошибок удалось значительно увеличить время жизни квантового кубита. Как сообщает Ars Technica, учёным удалось создать квантовый процессор Willow, который впервые преодолел порог квантовой коррекции ошибок. Это значит, что при увеличении числа кубитов частота ошибок не растет, а снижается. Кроме того, на полностью задействованном процессоре со 105-кубитами логический квантовый бит оказался стабилен в среднем на протяжении часа.

 Источник изображения: Google

Источник изображения: Google

Для развития квантовых технологий Google построила собственный производственный центр для создания сверхпроводящих процессоров. «Ранее все устройства Sycamore изготавливались в общей лаборатории университета, где рядом работали аспиранты и другие исследователи, занимавшиеся различными экспериментами, — говорит Джулиан Келли (Julian Kelly), представитель команды Google. — Однако мы инвестировали значительные средства в создание нового предприятия, наняли персонал, оснастили его оборудованием и перенесли туда наши процессы».

Первым результатом работы нового центра стало увеличение числа кубитов до 105 единиц на процессоре Willow, который стал вторым поколением квантовых процессоров Google. Новая архитектура этого процессора позволила снизить уровень ошибок благодаря увеличению размеров отдельных кубитов, сделав их менее чувствительными к шуму. Этот прогресс подтвердился и в ходе тестов, проведённых с использованием фирменного бенчмарка Google. «Мы пришли к тому, что выполнение задачи на нашем новом процессоре занимает менее пяти минут, тогда как классическому компьютеру потребовалось бы время соизмеримое с возрастом Вселенной», — отметил Келли. Если точнее, то Willow менее чем за пять минут решил задачу из квантового бенчмарка RCS, на которую у Frontier (самого быстрого суперкомпьютера в мире) ушло бы 10 септиллионов (1024) лет.

Ключевым аспектом исследования стало поведение логических кубитов, представляющих из себя главный элемент квантовых вычислений. Они состоят из нескольких аппаратных кубитов, которые работают вместе для выявления и исправления ошибок. Для выполнения сложных алгоритмов, требующих нескольких часов, стабильность таких кубитов крайне важна, и новый результат Google подтверждает, что улучшенная система коррекция ошибок может обеспечить необходимый уровень надёжности. Квантовая коррекция ошибок — задача, которая стояла перед исследователями последние 30 лет и мешала практическому использованию квантовых компьютеров.

Для этого был использован специальный код коррекции ошибок, представляющий из себя «поверхностный код» (этот код также должен быть устойчив к ошибкам), который должен идеально вписываться в квадратную сетку расположения кубитов. Увеличение размера этой сетки и использование всё большей её части улучшает и коррекцию. Исследование показало, что переход от расстояния трёх к пяти и затем к семи снижает количество ошибок вдвое на каждом этапе. «Мы увеличиваем сетку по этой системе, и уровень ошибок падает в два раза на каждом этапе», — пояснил Майкл Ньюман (Michael Newman) из Google.

Однако кубиты всё ещё подвержены редким сбоям. Одной из причин являются локальные всплески ошибок, другая причина кроется в более сложном феномене, включающем одновременные ошибки в области, состоящей из примерно 30 кубитов. Пока таких событий зафиксировано лишь шесть, поэтому их изучение затруднено и в Google подчёркивают, что «эти события настолько редки, что нам сложно собрать достаточно статистики для их анализа».

Кроме улучшения стабильности, увеличение размера кода коррекции ошибок позволяет значительно усилить эффект от будущих аппаратных улучшений. Например, в Google подсчитали, что улучшение производительности аппаратных кубитов в два раза при кодовом расстоянии Хэмминга d-15 снизит ошибки логического кубита в 250 раз. При расстоянии d-27 это же улучшение приведёт к уменьшению ошибок более чем в 10 000 раз.

При этом полное устранение ошибок невозможно. «Важно понимать, что всегда будет определённый уровень ошибок, но его можно снизить до уровня, когда он станет практически незначительным», — отметили в компании. Несмотря на необходимость дальнейших исследований для увеличения времени жизни логических кубитов и масштабирования системы, команда Google уверена в достижении своих целей, а экспоненциальные улучшения подтверждают жизнеспособность технологии.

Полученные результаты открывают путь к построению полезных на практике квантовых систем. К концу десятилетия Google планирует создать полноценный отказоустойчивый квантовый компьютер и начать предоставлять квантовые вычисления через облако.

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Российский суд оштрафовал Google на 11,4 млн руб. за неудаление запрещённого контента 5 ч.
Nvidia выпустила драйвер с поддержкой Crimson Desert и Death Stranding 2: On the Beach 7 ч.
От GTX 1060 до RTX 5070 Ti: разработчики Crimson Desert раскрыли полные системные требования и технические особенности игры на консолях 8 ч.
Поддельное приложение Starlink внедряло майнер криптовалют на Android-смартфоны 8 ч.
Epic Games скоро повысит цены на В-баксы в Fortnite, потому что расходы на поддержку игры «значительно возросли», и студии надо покрывать их 9 ч.
Андрей Карпатый научил ИИ-агентов проводить сотни экспериментов, пока люди спят 9 ч.
Microsoft предложит компаниям нанимать ИИ-агентов как сотрудников по подписке 9 ч.
ФАС: запрет на рекламу в YouТube и Telegram наступит тогда, когда к ним официально ограничат доступ 9 ч.
«Не воруйте эту книгу»: около 10 000 писателей выпустили «пустую» книгу в знак протеста против ИИ 9 ч.
Производитель игрушек «засветил» Fallout 3 Remastered 10 ч.
MacBook Neo напугал Asus — цена в $599 стала настоящим шоком для рынка ПК 3 ч.
Суд запретил ИИ-агентам Perplexity совершать покупки на Amazon 4 ч.
«Один из лучших продуктов Apple»: вышли обзоры MacBook Neo 5 ч.
Млечный Путь оказался внутри «блинчика» из тёмной материи 5 ч.
Необретённые технологии: учёные нащупали путь к «идеальному стеклу» со свойствами алмаза и металлу со свойствами стекла 7 ч.
Groq увеличил заказ на производство ИИ-чипов у Samsung более чем в 1,5 раза 10 ч.
Гендиректор Phison: «ни денег, ни запасов не хватит» — цены на NAND продолжат расти астрономическими темпами 10 ч.
В ближайшие часы на Землю упадёт старый 600-кг спутник NASA — вероятность жертв и разрушений признана незначительной 10 ч.
Память для флагманов нового поколения: SK hynix готовит 16-гигабитные чипы LPDDR6 со скоростью 10,7 Гбит/c 10 ч.
KKR задумала продать производителя СЖО CoolIT почти в 10 раз дороже, чем покупала 11 ч.