- Команда Google Quantum AI продемонстрировала проверяемое квантовое преимущество на процессоре Willow.
- Для первой реальной задачи был использован алгоритм Quantum Echoes, измеряющий внепорядковый коррелятор по времени.
- Квантовый компьютер выполнил вычисление в 13 тысяч раз быстрее классических суперкомпьютеров, что открывает перспективы в квантовых симуляциях молекул и материалов.
Специалисты подразделения Google Quantum AI, занимающегося разработкой квантовых процессоров и алгоритмов, объявили о важном достижении — первом проверяемом квантовом преимуществе. Это означает, что на квантовом чипе Willow был проведён расчёт, который не под силу современным классическим суперкомпьютерам, при этом результат можно воспроизвести на другом квантовом устройстве для подтверждения его достоверности. Исследование опубликовано в авторитетном научном журнале Nature и знаменует переход от теоретических тестов к практическим задачам в области квантовых вычислений.
В основе эксперимента лежит алгоритм Quantum Echoes, который изучает динамику квантовой системы через измерение внепорядкового коррелятора по времени. Процесс представляет собой «прокручивание» системы вперёд, последующее небольшое возмущение одного кубита и обратный ход во времени с наблюдением за формированием «эхо» — особого сигнала, возникающего за счёт квантовой интерференции. Это позволяет углублённо анализировать физические свойства материала, включая магнитные фазы и динамику спиновых сетей.
Главная новизна достижений Google Quantum AI состоит в проверяемости результатов. В отличие от предыдущих квантовых экспериментов, где получались случайные битовые строки без возможности повторной проверки, теперь вычисления можно сопоставить с аналогичными на другом квантовом устройстве. Благодаря этому вычисление считается полноценным и надёжным. Кроме того, алгоритм Quantum Echoes справился с задачей в 13 тысяч раз быстрее, чем классические симуляции на ведущих суперкомпьютерах.
Это существенный шаг для квантовых технологий, особенно в области симуляции молекул и материалов, где важна высокая точность моделирования взаимодействий и квантовых состояний. В перспективе такие методы могут оказать влияние на разработку эффективных катализаторов, новых лекарственных средств и сверхпроводников. Таким образом, Google Quantum AI подводит под квантовые вычисления реальную практическую основу, приближая их применение к промышленным и научным задачам.
