Сегодня 29 сентября 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про серверы

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Календарь релизов — 28 сентября – 4 октября: The Witcher 3 Remastered и Ace Combat 8 7 ч.
Красочный ритм-платформер Suri: The Seventh Note получил дату релиза — игра выйдет до конца октября 7 ч.
«Впиши своё имя в историю легендарной серии»: Acer проведёт первый в России любительский турнир Predator League Open Cup по Valorant 8 ч.
Anthropic представила Claude Sonnet 5.5 — почти как Opus, но вдвое дешевле 8 ч.
Паранормальный симулятор библиотекаря Something is Wrong with the Library отправит игроков сортировать книги и избавляться от нечисти 9 ч.
Культурный мегапроект соавтора Disco Elysium скоро выйдет из тени — объявлена дата анонса амбициозной ролевой игры Red Rooster 11 ч.
CD Projekt Red раскрыла полный список улучшений и окончательные системные требования The Witcher 3: Wild Hunt — Remastered 12 ч.
Minecraft получит первое за 15 лет новое измерение — продажи игры превысили 425 миллионов копий 13 ч.
ИИ-агентов научат соблюдать «границы»: Nvidia представила платформу Open Agent Safety 14 ч.
«Давненько я так сильно не ждал игру»: релизный трейлер Ace Combat 8: Wings of Theve разгорячил фанатов перед скорым взлётом 14 ч.
Volkswagen позволит превратить смартфоны пассажиров в игровые контроллеры 2 ч.
Anthropic получит доступ к ИИ-инфраструктуре Akamai в рамках сделки на $11,6 млрд 4 ч.
29-граммовая мышь для геймеров: Pulsar выпустила X2F CrazyLight под пальцевый хват и с передовой начинкой 7 ч.
Google пообещала обновить «многие» хромбуки до Googlebook OS — а остальным пообещала поддержку до 2034 года 7 ч.
Новая статья: Обзор смартфона Samsung Galaxy S26 FE: неисправимый консерватор 7 ч.
Thermal Grizzly и Noctua выпустили монитор питания видеокарт WireView Pro II с очень тихим вентилятором 8 ч.
Представлены смарт-часы Honor Watch 6 Pro, которые умеют звать на помощь при исчезновении пульса 10 ч.
«Культурный ренессанс»: Bose представила проводные наушники с шумоподавлением за $99 11 ч.
Хуанг уверен в дальнейшем росте Nvidia: компания расширила выкуп акций на рекордные $150 млрд 12 ч.
Мини-ПК за $7399: представлена рабочая станция Minisforum на Ryzen AI Max+ Pro 495 с 192 Гбайт памяти и SSD на 2 Тбайт 12 ч.