Google Quantum AI раскрывает новое квантовое превосходство с алгоритмом Quantum Echoes на 105-кубитном процессоре

Исследователи из Google Quantum AI сообщили о достижении «подтвержденного квантового превосходства» с использованием нового алгоритма под названием Quantum Echoes, который реализовывается на 105-кубитном процессоре Willow.

Это первый инцидент, когда квантовое устройство успешно решило вычислительную задачу, которая фактически не может быть смоделирована на традиционных суперкомпьютерах. При этом достигнутый результат может быть проверен другой квантовой системой.

Данный алгоритм анализирует неупорядоченные во времени корреляторы (Out-of-Time-Order Correlators, OTOC), описывающие процесс «размывания» информации и её хаотичности в квантовой среде.

По словам исследователей, «алгоритм Quantum Echoes открывает новый класс задач, так как он имитирует физический эксперимент. Это подразумевает проверку не только сложности задач, но и точности полученных вычислений».

Инновация основывается на прямой и обратной эволюции переменной квантовой системы. Затем система «прокручивается» вперёд, внося небольшие возмущения в один из кубитов, после чего «возвращается назад» для наблюдения за формированием «эхо».

Сигнал, усиленный интерференцией, позволяет исследовать базовые характеристики материи, такие как магнитные фазы или динамика спиновых сетей.

В отличие от предыдущих примеров, где результат был представлен случайной выборкой битов, OTOC является квантовой наблюдаемой величиной, аналогичной электрическому току или намагниченности. Ее значение остается стабильным.

Команда Google утверждает, что это открывает путь к реальному применению квантовых вычислений. Потенциально данный алгоритм может быть использован для исследования молекулярных структур.

«По мере продвижения к созданию полнофункционального квантового компьютера с коррекцией ошибок мы ожидаем множество других полезных приложений для практического использования. В данный момент мы сосредоточены на достижении третьего этапа нашего плана по развитию квантового оборудования – создании долгоживущего логического кубита», — резюмировали в компании.

Напомним, что в сентябре стартап Oxford Quantum Circuits установил в манхэттенском дата-центре первый квантовый компьютер в Нью-Йорке.