МОСКВА, 22 октября. /ТАСС/. Исследователи из Google заявили о разработке подхода, который позволяет надежным образом проверить способность произвольного квантового компьютера решать сложные задачи в десятки тысяч раз быстрее, чем классические суперкомпьютеры. Работа этого подхода была успешно проверена на квантовом процессоре Willow, пишут исследователи в статье, опубликованной в журнале Nature.
"Избранная нами задача одновременно очень чувствительна к ошибкам, и при этом она обладает очень высокой вычислительной сложностью для классических компьютеров, что делает ее идеальным кандидатом для достижения полезного на практике и при этом легко верифицируемого квантового превосходства. Мы продемонстрировали это, решив две задачи, одна из которых была нерешаемой на суперкомпьютере, а вторая - имела практическую значимость", - пишут физики.
Группа ученых под руководством Хармута Невена, главы лаборатории квантового искусственного интеллекта в Google, уже долгое время работает над практической реализацией алгоритмов квантовой коррекции ошибок. Многие физики предполагают, что дальнейшее развитие квантовых компьютеров потребует создания систем, способных автоматически находить и корректировать случайные ошибки в их работе.
Год назад специалистам Google удалось сделать значительный шаг в преодолении этих проблем при помощи квантового процессора Willow, и достичь "устойчивой" коррекции ошибок в работе квантового компьютера, позволяющей проводить все более продолжительные вычисления. Опираясь на этот подход, Невен и его коллеги разработали подход, позволяющий использовать своеобразное "квантовое эхо" для проведения сложных вычислений, симулирующих сложные физические процессы, связанные со взаимодействиями нескольких тел и "квантовым хаосом".
Проведенные учеными расчеты показали, что квантовые компьютеры способны проводить самые простые версии подобных расчетов всего за 10 секунд, в 13 тыс. раз быстрее, чем это делают "облачные" серверы Google на базе свыше четырех сотен высокопроизводительных процессоров. В свою очередь, более сложные расчеты, требующие использования шести десятков кубитов или большего числа ячеек памяти квантовых компьютеров, уже становятся недоступными для классических вычислительных систем.
Данный подход, как отмечает Невен, особенно интересен и полезен тем, что при повторных вычислениях корректно работающий квантовый компьютер должен всегда давать один и тот же ответ. Это позволяет использовать его для проверки заявлений о достижении квантового превосходства, а также для проведения серьезных научных экспериментов, нацеленных на изучение квантовой механики и разработки новых методов метрологии, подытожили ученые.