Квантовые компьютеры смогут превзойти классические за два года – исследование
Квантовые компьютеры могут превзойти классические в течение двух лет. Об этом свидетельствует новый эксперимент, проведенный компанией IBM.
В новом исследовании ученые использовали квантовый компьютер IBM, известный как Eagle, для моделирования магнитных свойств реального материала быстрее, чем это может сделать классический компьютер. Этого удалось добиться благодаря использованию специального процесса уменьшения погрешностей, компенсировавшего шум, – фундаментальный недостаток квантовых компьютеров.
Традиционные компьютеры на основе кремниевых чипов полагаются на "биты", которые могут принимать только одно из двух значений: 0 или 1. В отличие от них, квантовые компьютеры используют квантовые биты или кубиты, которые могут приобретать многие состояния одновременно. Кубиты возлагаются на такие квантовые явления, как суперпозиция, когда частица может существовать в нескольких состояниях одновременно, и квантовую запутанность, когда состояния удаленных частиц могут быть связаны таким образом, что изменение одного из них мгновенно изменяет другой. Теоретически это позволяет кубитам выполнять вычисления гораздо быстрее и параллельно. То есть то, что цифровые биты делали бы медленно и последовательно.
Но исторически квантовые компьютеры имели ахиллесову пяту: квантовые состояния кубитов невероятно деликатны, и даже малейшее влияние внешней среды может навсегда испортить их состояние – а значит, и информацию, которую они несут. Это делает квантовые компьютеры очень подвержены ошибкам или "шумными".
В новом эксперименте 127-кубитный суперкомпьютер Eagle, использующий кубиты, построенные на сверхпроводящих схемах, рассчитал полное магнитное состояние двумерного твердого тела. Затем исследователи тщательно измерили шум, производимый каждым из кубитов. Оказалось, что определенные факторы, такие как дефекты в суперкомпьютерном материале, могут надежно предсказать генерируемый шум в каждом кубите. Затем команда использовала эти прогнозы для моделирования того, какими были бы результаты без этого шума.
