Квантавы чып Google здольны вырашаць задачы, на якія суперкамп'ютару трэба 10 септыльёнаў гадоў

У 2019 годзе каманда даследчыкаў Google заявіла аб стварэнні квантавага камп’ютара, здольнага выконваць задачы, недаступныя для традыцыйных суперкамп’ютараў. Гэтая заява выклікала дыскусіі ў навуковай супольнасці, і ў наступныя гады традыцыйныя суперкамп’ютары паляпшалі свае паказчыкі.

Аднак новы квантавы камп’ютар Google, заснаваны на чыпе Willow, перасягнуў Frontier, самы магутны суперкамп’ютар у свеце, у выкананні матэматычных разлікаў. Willow справіўся з задачай менш чым за пяць хвілін, а Frontier спатрэбілася б 10 септыліёнаў гадоў — час, які перавышае ўзрост Сусвету.

Ключавым дасягненнем Willow з’яўляецца пераадоленне парога карэкцыі памылак. Квантавыя біты, або кубіты, вельмі адчувальныя да вонкавых уздзеянняў і схільныя да памылак. Willow дэманструе здольнасць экспанентна зніжаць колькасць памылак пры павелічэнні колькасці кубітаў. Гэта стала магчымым дзякуючы новай архітэктуры чыпа і ўдасканаленай сістэме карэкцыі памылак.

Для дасягнення гэтага выніку Google выкарыстала спецыяльны «паверхневы код», які ідэальна падыходзіць для квадратнай сеткі размяшчэння кубітаў і ўстойлівы да памылак. Павелічэнне памеру сеткі і выкарыстанне ўсё большай яе часткі прыводзіць да паляпшэння карэкцыі памылак. Даследаванне паказала, што павелічэнне памеру сеткі з 3×3 да 5×5 і далей да 7×7 зніжае колькасць памылак удвая на кожным этапе.

Нягледзячы на тое, што поўная ліквідацыя памылак немагчымая, Google лічыць, што іх можна знізіць да практычна нязначнага ўзроўню. Кампанія ўпэўненая ў дасягненні сваіх мэт і плануе да канца дзесяцігоддзя стварыць паўнавартасны адмоваўстойлівы квантавы камп’ютар. Google таксама плануе даваць доступ да квантавых вылічэнняў праз воблака.