Квантові комп'ютери зможуть перевершити класичні за два роки – дослідження

Квантові комп'ютери можуть перевершити класичні протягом двох років. Про це свідчить новий експеримент, проведений компанією IBM.

У новому дослідженні вчені використовували квантовий комп'ютер IBM, відомий як Eagle, який моделює магнітні властивості реального матеріалу швидше, ніж це може зробити класичний комп'ютер. Цього вдалося досягти завдяки використанню спеціального процесу зменшення похибок, що компенсував шум, – фундаментальний недолік квантових комп'ютерів.

Традиційні комп'ютери на основі кремнієвих чипів покладаються на "біти", які можуть приймати лише одне з двох значень: 0 або 1. На відміну від них, квантові комп'ютери використовують квантові біти, або кубіти, які можуть набувати багатьох станів одночасно. Кубіти покладаються на такі квантові явища, як суперпозиція, коли частинка може існувати в декількох станах одночасно, і на квантову заплутаність, коли стани віддалених частинок можуть бути пов'язані таким чином, що зміна одного з них миттєво змінює інший. Теоретично це дозволяє кубітам виконувати обчислення набагато швидше і паралельно. Тобто те, що цифрові біти робили б повільно і послідовно.

Але історично квантові комп'ютери мали ахіллесову п'яту: квантові стани кубітів є неймовірно делікатними, і навіть найменший вплив зовнішнього середовища може назавжди зіпсувати їхній стан – а відтак інформацію, яку вони несуть. Це робить квантові комп'ютери дуже схильними до помилок або "шумними".

У новому експерименті 127-кубітний суперкомп'ютер Eagle, який використовує кубіти, побудовані на надпровідних схемах, розрахував повний магнітний стан двовимірного твердого тіла. Потім дослідники ретельно виміряли шум, вироблений кожним з кубітів. Виявилося, що певні фактори, такі як дефекти в суперкомп'ютерному матеріалі, можуть надійно передбачити шум, що генерується в кожному кубіті. Потім команда використала ці прогнози для моделювання того, якими були б результати без цього шуму.