Google объявил о квантовом прорыве. Это момент, которого ученые ждали три десятилетия. Чип Willow превзошел по производительности суперкомпьютеры в 13 000 раз | Воссветейт.ск
До сих пор квантовые компьютеры казались технологией будущего, которую все еще блокировали собственные ошибки. Теперь это изменилось. Google объявила, что ее квантовый чип Willow может запускать алгоритм, аналогичный обычным суперкомпьютерам. пересек более 13 000 раз. Кроме того, он мог проверить это несколько раз. Это означает, что результат — не разовое совпадение, а проверенный расчет, который можно повторить на другом квантовом устройстве.
По мнению исследовательской группы, это первый поддающийся проверке квантовый прорыв в истории и одновременно алгоритм, что имеет реальное научное значение.
От случайного теста к реальному расчету
В 2019 году Google первой продемонстрировала так называемое квантовое превосходство. (Квантовое превосходство). Его чип мог решить математическую задачу, на что у классического суперкомпьютера ушли бы тысячи лет. Однако критики отметили, что это был чисто технический тест, не имеющий практической пользы.
Новый алгоритм Quantum Echoes отличается. Речь идет о реализации OTOC (коррелятор вневременного порядка), то есть инструмент, используемый в теоретической физике для измерения того, насколько быстро информация «перемешивается» в квантовой системе, то есть насколько быстро возникают хаос и бессвязность.
Успешный запуск OTOC на реальном оборудовании является убедительным доказательством того, что квантовый pкомпьютер может точно моделировать динамику реальных квантовых систем, от молекул к магнитным полям. Если предыдущие хиты были аппаратными, то этот чисто алгоритмический, и именно поэтому у него есть один значение для практических приложений в физике и химии.
Не упускайте из виду
Как добавить виджет с последними новостями с сайтов на главный экран телефона?
Quantum Echoes, буквально «квантовое эхо» — это не просто поэтическое название. Ученые посылают сигнал системе, затем разрушают один кубит, а затем обращают его эволюцию вспять. Если система стабильна и квантовая интерференция работает правильно, сигнал вернется в виде «эха». Судя по форме и силе этого эха, мможно определить, как информация распределялась в системе. То есть, был ли это хаос или контролируемое взаимодействие.
Тот факт, что эхо может повторяться с тем же результатом, является основой так называемого управляемого квантового преимущества. Результат также можно проверить на другом квантовом устройстве.что отличает этот эксперимент от всех предыдущих.
Чипы нового поколения
Willow — это новое поколение чипов Google Quantum AI. В прошлом году он уже продемонстрировал резкое снижение уровня ошибок и прошел тест на сложность. Случайная выборка схемы. Но на этот раз это настоящий научный расчет, сочетающий в себе точность и квантовую сложность. два свойства, которые до сих пор считались несовместимыми.
Чтобы это сработало, Уиллоу ему приходилось выполнять чрезвычайно быстрые и точные операции со 105 кубитами с минимальным шумом. Это важно еще и потому, что квантовые системы работают в так называемом Ниск цена (Среднемасштабная величина шума), это на переходном этапегде расчеты все еще «шумные». Тем не менее, Google продемонстрировал, что надежные и поддающиеся проверке результаты могут быть достигнуты даже в нынешнюю эпоху, что позволяет предположить, что первому практическому применению квантовых вычислений, возможно, не придется ждать в полной мере. «устойчивые ошибки» процессоры с миллионами кубитов.
Google немедленно протестировал свой алгоритм на практической задаче. В сотрудничестве с Калифорнийским университетом в Беркли они использовали Quantum Echoes. вычислить строение двух молекул, один с 15 атомами, а другой с 28. Результаты соответствовали измерениям ядерного магнитного резонанса. (ЯМР), но они также принесли новые данные, который обычно не улавливается ЯМР.
Команда представила новый подход под названием «молекулярная линейка»который может измерять расстояния между атомами до 2,5 нанометров. В среде ЯМР это огромный скачок, расширение измеримого диапазона.что открывает двери для изучения более крупных и сложных биомолекул. Такая точность может существенно повлиять на разработку лекарств, анализ связей в белках или разработку новых материалов.
Моделирование движется к реальным приложениям
Значение эксперимента заключается в том, что квантовое эхо он моделирует реальное квантовое поведение природы, а не искусственную математическую задачу. Это означает, что квантовые компьютеры приближаются к своей первоначальной цели: точно смоделировать мир, который классические компьютеры не могут понять.
Ученые говорят, что эта технология может существенно помочь в таких областях, как фармацевтические исследования, разработка аккумуляторов, солнечные элементы или ядерный синтез. Подобно тому, как микроскоп когда-то открыл клеточный мир, квантовый чип Уиллоу начинает раскрывать микромир молекул и энергии.
Google признает, что Willow еще не является «бессмертным» чипом, а это означает, что он не является полностью отказоустойчивым. Это потребует дальнейшей разработки кодов, исправляющих ошибки, которые позволяют проводить расчеты часами или днями без потери точности.
Однако «Квантовое эхо» является ключевым ключом к разгадке того, что открыл путь к практическим квантовым вычислениям. Впервые в истории алгоритм, имеющий научный смысл, можно было запустить, проверить и воспроизвести на реальном оборудовании — именно этого момента исследователи ждали три десятилетия.
Квантовая эра только началась
Из лаборатории Google приходит сообщение, меняющее правила игры. Quantum Echoes показало, что квантовые компьютеры больше не являются просто экспериментом. Это инструмент, позволяющий проникнуть в структуру материи с точностью, которую не может имитировать классическая физика. Если 2019 год стал началом эры «квантового превосходства», то 2025 год ознаменует эпоху квантовой достоверности — время, когда квантовые вычисления перестанут быть гипотезой и станут наукой.что меняет наше понимание мира.
Автор публикации
КОММЕНТЫ