67-кубитный квантовый компьютер Sycamore от Google может превзойти лучшие суперкомпьютеры: исследование

Чип Sycamore от Google демонстрирует беспрецедентные возможности, опережая суперкомпьютеры по производительности.

67-кубитный квантовый процессор Sycamore от Google может превзойти самые быстрые классические суперкомпьютеры.

Реклама

Недавние достижения в области квантовых вычислений показали, что 67-кубитный процессор Sycamore от Google может превзойти самые быстрые классические суперкомпьютеры. Этот прорыв, подробно описанный в исследовании, опубликованном в Nature 9 октября 2024 года, указывает на новую фазу в квантовых вычислениях, известную как «фаза слабого шума».

Понимание фазы слабого шума

Исследование, возглавляемое Алексисом Морваном из Google Quantum AI, демонстрирует, как квантовые процессоры могут войти в эту стабильную вычислительно сложную фазу. На этом этапе чип Sycamore способен выполнять вычисления, которые превосходят возможности производительности традиционных суперкомпьютеров. По словам представителей Google, это открытие представляет собой значительный шаг к реальному применению квантовых технологий, которое не может быть воспроизведено классическими компьютерами.

Роль кубитов в квантовых вычислениях

Квантовые компьютеры используют кубиты, которые используют принципы квантовой механики для выполнения вычислений параллельно. Это резко контрастирует с классическими вычислениями, где биты обрабатывают информацию последовательно. Экспоненциальная мощность кубитов позволяет квантовым машинам решать задачи за секунды, на которые у классических компьютеров ушли бы тысячи лет. Однако кубиты очень чувствительны к помехам, что приводит к более высокой частоте отказов; например, около 1 из 100 кубитов могут выйти из строя по сравнению с невероятно низкой частотой отказов 1 из миллиарда миллиардов бит в классических системах.

Преодоление проблем: шум и коррекция ошибок

Несмотря на потенциал, квантовые вычисления сталкиваются со значительными проблемами, в первую очередь с шумом, который влияет на производительность кубитов. Для достижения «квантового превосходства» необходимы эффективные методы коррекции ошибок, особенно по мере увеличения количества кубитов, согласно отчету LiveScience. В настоящее время самые большие квантовые машины имеют около 1000 кубитов, и масштабирование представляет собой сложные технические препятствия.

Эксперимент: Случайная выборка цепей

В недавнем эксперименте исследователи Google использовали технику, называемую случайной выборкой цепей (RCS), для оценки производительности двумерной сетки сверхпроводящих кубитов. RCS служит эталоном для сравнения возможностей квантовых компьютеров с классическими суперкомпьютерами и считается одним из самых сложных эталонов в квантовых вычислениях.

Результаты показали, что, манипулируя уровнями шума и контролируя квантовые корреляции, исследователи могут переводить кубиты в «слабую шумовую фазу». В этом состоянии вычисления стали достаточно сложными, что показало, что чип Sycamore может превзойти классические системы.

• Как мозг делит ежедневные воспоминания на сцены, похожие на «кино»