Квантовый чип Willow от Google представляет собой большой шаг вперед в квантовых вычислениях, позволяя добиться экспоненциальной коррекции ошибок и решать задачи, далеко выходящие за рамки возможностей классических суперкомпьютеров.
Willow — самый продвинутый квантовый процессор Google на сегодняшний день, созданный на современном предприятии в Санта-Барбаре. В него интегрировано 105 сверхпроводящих кубитов с беспрецедентным временем когерентности, почти в пять раз превосходящим предыдущие разработки. Это качество в сочетании с передовыми алгоритмами машинного обучения позволяет исправлять ошибки в реальном времени и экспоненциально подавлять их при масштабировании решеток кубитов от 3x3 до 7x7.
Чего добился Willow:
— Прорыв в области исправления ошибок: Впервые Willow продемонстрировал экспоненциальное снижение частоты ошибок с увеличением размера кубита. Это достижение, известное как работа «ниже порога», является основополагающей вехой для масштабируемых квантовых систем.
— Неклассические вычисления: Используя эталон Random Circuit Sampling (RCS), Willow менее чем за пять минут выполнил вычисления, на которые у самых быстрых суперкомпьютеров мира ушло бы 10 септиллионов лет — число, превышающее возраст Вселенной.
— Улучшенные показатели производительности: Willow может похвастаться средним временем жизни кубитов, приближающимся к 100 микросекундам, и обеспечивает лучшую в отрасли производительность в ключевых бенчмарках.
Квантовые компьютеры работают на принципах, кардинально отличающихся от классических, используя кубиты, которые могут представлять несколько состояний одновременно. Это позволяет им решать определенные типы задач экспоненциально быстрее. Экспоненциальное масштабирование исправления ошибок в квантовых компьютерах является поворотным моментом, обеспечивающим практическое применение в таких областях, как материаловедение, криптография и искусственный интеллект.
Например, моделирование молекулярных взаимодействий для поиска лекарств — задача, которая может произвести революцию в медицине, — становится возможным с помощью надежных квантовых систем. Способность Willow выполнять вычисления с беспрецедентной скоростью открывает двери для инноваций, которые раньше считались невозможными.
Исследователи Google говорят, что им потребуется еще больше снизить уровень ошибок и увеличить количество физических кубитов до миллионов, прежде чем квантовые компьютеры смогут решать реальные задачи, такие как открытие лекарств или взлом шифров. По оценкам экспертов, практические приложения квантовых вычислений появятся не раньше конца этого десятилетия.
