Google демонстрира първия в историята потвърден квантов алгоритъм, надминаващ суперкомпютрите
Google обяви нов научен пробив, с който за първи път в историята квантов компютър успява да изпълни проверим алгоритъм, надминавайки изчислителните способности на класическите суперкомпютри. Резултатите от изследването са публикувани в списание Nature и показват, че новият Willow квантов чип може да изпълнява алгоритъм 13 000 пъти по-бързо от най-бързите съществуващи класически машини.
Това постижение бележи следващата фаза от дългогодишната работа на Google в областта на квантовите изчисления. След първоначалната демонстрация на „квантово превъзходство“ през 2019 г. и успешното потискане на грешките в новия чип през 2024 г., сега компанията достига до практически потвърдена квантова предимност.
Алгоритъмът Quantum Echoes – нов етап в квантовите изчисления
Ключовото постижение е свързано с изпълнението на алгоритъма Quantum Echoes (Out-of-Time-Order Correlator, OTOC) – първият алгоритъм, който може да бъде проверен и възпроизведен на друг квантов компютър. Това означава, че резултатът не само надминава класическите изчисления, но и може да бъде повторен, потвърждавайки надеждността на процеса – важна стъпка към реални научни приложения.
Самият алгоритъм наподобява физически експеримент: към квантовата система се подава сигнал, който впоследствие се „обръща“ и анализира, за да се открие така нареченото „квантово ехо“ – ефект, който показва как смущенията се разпространяват в системата.
Молекулни изчисления и научни приложения
В сътрудничество с Калифорнийския университет, Бъркли, екипът на Google прилага Quantum Echoes за изчисляване на молекулярната структура. Експериментите включват две молекули – едната с 15, а другата с 28 атома. Резултатите от квантовия компютър съвпадат с тези от Ядрено-магнитен резонанс (NMR), като предоставят допълнителна структурна информация, която не може да бъде извлечена по класически методи.
Тази техника, описана като „молекулен владетел“, може да измерва по-дълги вътрешномолекулни разстояния и има потенциални приложения в разработката на лекарства и материалознанието – включително при изследване на батерийни материали, полимери и нови химични съединения.
Технологична основа – Willow квантов чип
Новият Willow квантов процесор съдържа 105 кубита и е създаден с цел да комбинира висока точност и ниска грешка. Чипът е способен да моделира реални физически системи, което е следващата крачка отвъд традиционните тестове за сложност.
Quantum Echoes поставя основите на верифицируемите квантови изчисления – процес, при който резултатът от квантов компютър може да бъде независимо потвърден, създавайки нов стандарт за надеждност и прозрачност в тази област.
Следващи стъпки
Google Quantum AI насочва усилията си към постигането на следващия етап от квантовата си пътна карта – създаването на дълготраен логически кубит. Компанията посочва, че тази демонстрация е важен преход от теоретични експерименти към реални приложения – включително симулации на химични реакции, биологични процеси и разработване на нови материали.
