Новый квантовый чип Willow от Google — еще один шаг к повышению точности квантовых компьютеров

Над новым чипом инженеры Google работали последние пять лет. Им удалось увеличить в два раза по сравнению с предыдущим чипом Sycamore количество вычислителей на кристалле и снизить число ошибок с помощью метода квантовой коррекции. В чем вообще состоит разница между квантовыми и транзисторными процессорами компьютеров?

Компания Google представила самый мощный в мире квантовый чип Willow. За пять минут он выполнил задачу, на решение которой нынешним суперкомпьютерам потребуется больше времени, чем вся история Вселенной, пишет журнал Nature. Что известно о новом чипе Google? Смогут ли в ближайшее время квантовые вычислители заменить традиционные кремниевые чипы?

Над новым чипом инженеры Google работали последние пять лет. Им удалось увеличить в два раза по сравнению с предыдущим чипом Sycamore количество вычислителей на кристалле. Кроме того, они смогли значительно снизить число ошибок, то есть, повысить точность расчетов.

Команда Google добилась этого с помощью метода квантовой коррекции ошибок, что можно считать большим достижением. Продолжает директор лаборатории «Сенсор-тех» Денис Кулешов:

Денис Кулешов директор лаборатории «Сенсор-тех» «Основная проблема квантовых компьютеров в том, что, поскольку они работают с данными по-другому, существует сейчас процент ошибок, которые в данный момент такие процессоры допускают. Это связано исключительно с тем, что они построены вообще на других принципах работы. И пока этот процент ошибок даже представляет собой несколько десятых процента — это невозможно, потому что их невозможно применять на практике, потому что современные процессоры обычные, транзисторные, ошибок вообще не допускают. Поэтому весь мир использует компьютер. Но из-за того, что квантовые технологии гораздо быстрее, квантовые компьютеры могут обрабатывать гораздо больше операций, то все компании, все индустрии бьются над тем, чтобы как раз-таки сделать так, чтобы эти компьютеры не ошибались».

В публикации Nature не уточняется, какую именно математическую задачу новый чип смог решить за пять минут. Говорится лишь, что она не имеет практического значения.

Просто и в двух словах объяснить устройство квантового компьютера, наверное, не выйдет. Главное, что нужно знать, — что квантовые компьютеры действительно намного мощнее обычных, но при решении лишь ограниченного числа математических задач. Разница такая огромная, что ее сложно даже представить.

Но до настоящего раскрытия потенциала квантовых компьютеров еще довольно далеко. Говорит руководитель научной группы Российского квантового центра, директор института физики и квантовой инженерии университета МИСИС Алексей Фёдоров:

Алексей Фёдоров руководитель научной группы Российского квантового центра, директор института физики и квантовой инженерии университета МИСИС «Прямо сейчас такие компьютеры, которые существуют, не способны решать практические задачи на том уровне, на которых их решают привычные нам обычные компьютеры, суперкомпьютеры, а прикладные задачи, связанные с моделированием лекарственных соединений или конструкционных задач для проектирования чего-либо — пока такие задачи слишком сложны для квантовых компьютеров, они могут решать их только в очень маленьком масштабе. Скажем, не молекулу для нового лекарства, а небольшую молекулу в целях анализа химических реакций. Для того, чтобы решать практические задачи, количество кубитов (элементарных информационных единиц квантового компьютера) и точность операции с ними должна быть ещё существенно увеличена. Поэтому прикладного применения при использовании квантовых вычислений таких задач пока нет, но все к этому движется».

В компании Google надеются, что когда-нибудь квантовые чипы смогут решать задачи в химии, биологии и других областях, которые не по зубам традиционным кремниевым чипам. Но когда это может произойти, никто точно сказать сейчас не может.