Новый чип выполняет вычисления в 13 000 раз быстрее, чем лучший суперкомпьютер

Google совершил прорыв в области квантовых вычислений. На своем чипе под названием Willow, включающем 105 кубитов, ей впервые удалось выполнить расчет, результаты которого можно проверить экспериментально. Эта квантовая система могла рассчитывать структуру молекул и работала в 13 000 раз быстрее, чем нынешний самый быстрый суперкомпьютер Frontier. Это существенный шаг, меняющий до сих пор скептические взгляды на практическое использование квантовых технологий.

Прорыв в проверяемости квантовых вычислений

Предыдущие презентации квантовых компьютеров часто фокусировались на алгоритмах, результаты которых нельзя было однозначно проверить. Большая часть расчетов основывалась на оценках и распределениях вероятностей, что вызывало сомнения в реальном использовании этих технологий. Однако новый прорыв Google показывает, что квантовые компьютеры также могут решать конкретные практические задачи.

Чип Willow участвовал в расчетах структуры молекул, содержащих 15 и 28 атомов. Позднее результаты были подтверждены экспериментальным методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Кроме того, квантовые вычисления также предоставили новую информацию, которую не могут предоставить традиционные экспериментальные методы. Этот прорыв дает ученым возможность глубже понять молекулярные явления и открывает новые возможности в области химических и биологических исследований.

Технология «Квантовое эхо» как новый подход

Одним из главных препятствий квантовых компьютеров является их крайняя нестабильность и проблема достоверного считывания результатов. Однако Google представил новый метод под названием «Квантовое эхо», который позволяет преодолеть эти проблемы. Процесс включает в себя восстановление системы в исходное состояние, выполнение серии псевдослучайных операций и последующую замену хотя бы одного кубита. Затем операции повторяются в обратном порядке, что позволяет ученым анализировать полученные изменения как точные и повторяемые данные.

Этот метод обеспечивает исключительную точность обработки данных и минимизирует риск потери сложных квантовых состояний во время вычислений. Таким образом, инновация значительно расширяет границы возможностей квантовых компьютеров и доказывает, что это не теоретический эксперимент, а технология с огромным практическим потенциалом.

Будущее использование в исследованиях и промышленности

Хотя чип Willow превзошел суперкомпьютер Frontier более чем на четыре порядка, квантовые компьютеры все еще не достигают уровня универсальности своих традиционных аналогов. В настоящее время они идеальны только для решения конкретных задач, таких как точное моделирование молекул. Однако этот же потенциал может спровоцировать революцию в нескольких отраслях.

Квантовые компьютеры могут значительно ускорить разработку новых лекарств, позволяя ученым моделировать взаимодействия между сложными молекулами и биологическими структурами без необходимости длительных экспериментов в лабораториях. Аналогичным образом, эта технология может ускорить открытие материалов с уникальными свойствами, таких как революционные батареи или более прочные сплавы для промышленности. Кроме того, существует большой потенциал в климатологии, где более точный анализ данных может улучшить прогнозирование погоды и понимание изменения климата.

Хотя квантовые компьютеры остаются на ранних стадиях разработки, успех Google доказывает, что это не тупик. Если проблемы с охлаждением и переходом к более мощным вычислительным возможностям удастся решить, квантовые технологии смогут изменить работу нескольких отраслей — от фармацевтических исследований до оптимизации транспорта. Хотя этот путь труден, потенциал перемен, который он может принести, невообразим.