Google представила современный квантовый вычислительный чип Willow, который обеспечивает самую высокую производительность по нескольким показателям.
Благодаря 105 кубитам Willow достиг лучшей в своём классе производительности как в квантовой коррекции ошибок, так и в случайной выборке цепей. Google утверждает, что технология чипа позволит экспоненциально сократить количество ошибок по мере масштабирования с использованием большего количества кубитов.
Willow изготовили на современном производственном объекте Google в Санта-Барбаре. Компания оптимизировала несколько аспектов разработки, включая архитектуру чипа, производство, работу с затвором, калибровку и многое другое, чтобы достичь повышенной производительности.
В Google заявили, что Willow решил стандартный бенчмарк-тест менее чем за 5 минут. Ведущему суперкомпьютеру текущего поколения для этого потребовалось бы более 10^25 лет — 10 септиллионов лет, или больше, чем возраст Вселенной. Это большой скачок по сравнению с 2019 годом, когда Google объявила, что её квантовый процессор может выполнить математическое уравнение за три минуты, тогда как суперкомпьютер справился бы с этой задачей за 10 тысяч лет.
Компания опубликовала статью о Willow в журнале Nature. В ней исследователи Google описывают, как тестировали всё большие массивы физических кубитов, масштабируя их от сетки 3×3 закодированных кубитов до сетки 5×5 и сетки 7×7 — и каждый раз было возможно сократить частоту ошибок вдвое.
В качестве меры производительности Willow использовали бенчмарк случайной выборки цепей (RCS). Ранее его применяли для оценки прогресса от одного поколения систем к другому — в том числе Sycamore в 2019-м и 2024-м гг.
Таким образом, как утверждает компания, она достигла экспоненциального снижения частоты ошибок. Демонстрация показала выход «за пределы безубыточности», когда массивы кубитов имеют более длительное время жизни, чем отдельные физические кубиты. Эта задача стояла перед исследователями с тех пор, как Питер Шор представил квантовое исправление ошибок в 1995 году.
Следующая цель компании — выполнить первое «полезное, выходящее за рамки классических» вычисление, которое одновременно «имеет отношение к реальному приложению» и с которым не справятся обычные компьютеры. В Google полагают, что квантовый компьютер позволит открывать новые лекарства, совершать прорывы в термоядерной энергетике и т.д.
Когда в 2019 году Google заявила о достижении квантового превосходства, её раскритиковала IBM. Компания отмечала, что обычный вычислитель справился бы с задачей вычисления в худшем случае за 2,5 дня, но его ответ был бы точнее, чем у квантового компьютера. Однако утверждения Google подтвердили в НАСА. Специалисты обратились в Национальную лабораторию в Ок–Ридже, штат Теннесси, где находится суперкомпьютер Summit. Там проверили, совпадают ли результаты квантового компьютера с результатами суперкомпьютера вплоть до предела квантового превосходства — выяснилось, что оно было достигнуто.
В 2023 году в Google объявили о создании сверхмощного квантового компьютера. Он способен за 6,7 секунды производить вычисления, на которые у «официально признанного» самым производительным компьютера Frontier ушло бы 47 лет.
Источник: habr.com
Похожие новости:
Google Quantum AI демонстрирует систему квантовой памяти, которая значительно снижает количество ошибок
Квантовый компьютер DARPA. Квантовый шум и решение проблемы
Microsoft и Quantinuum заявили о прорыве в коррекции ошибок при квантовых вычислениях
Гиперперсонализация: как сделать предложение пользователю релевантным