Лента TH Новости Глобальные вызовы



Квантовый процессор от Google готов доминировать

∴ 455

Компания Google представила Bristlecone, новый квантовый компьютерный чип. И этот чип может превзойти обычные суперкомпьютеры.

1419

Новый чип от компании Google работает с рекордной мощностью 72 квантовых бита (кубиты).

Традиционные компьютеры выполняют свои вычисления в двоичном формате, поэтому каждый бит данных представляется как ноль или единица. Кубит одновременно является нулем и единицей. Это означает, что мощность квантовой вычислительной системы экспоненциально масштабируется – два кубита могут представлять сразу четыре состояния (00, 01, 10 и 11), три кубита – восемь состояний. И так далее.

В результате квантовые компьютеры отлично справляются с одновременными операциями, обрабатывая все эти состояния в то же самое время, когда классическим компьютерам придется запускать состояния по очереди. Это означает, что квантовый компьютер, изготовленный с 49-кубитным чипом (например, Tangle Lake, процессор Intel, представленный на CES в январе), может превзойти наши нынешние лучшие суперкомпьютеры при выполнении определенных операций.

Последний прототип микросхемы Google Bristlecone может похвастаться ошеломляющими 72 кубитами. Они расположены в квадратной матрице и работают в режиме сверхпроводимости, что позволяет им создавать несколько состояний, проводя ток в двух направлениях одновременно.

Но дело не только в том, чтобы увеличивать количество кубитов и заставлять их работать над решением самых больших математических задач во Вселенной. Кубиты, как известно, хрупкие, а внешние колебания могут приводить к ошибкам памяти, которые подрывают весь расчет. И эти ошибки трудно обнаружить, что доказал Шредингер со своим известным кошачьим другом, так как только вы заглядываете в коробку, вы сворачиваете волновую функцию в иное состояние, искажая информацию. Это может быть полезно для квантовых систем шифрования, которые предупреждают вас, если кто-то пытается взломать протокол связи. Но совершенно бесполезно, когда вы просто хотите узнать результат решения задачи от квантового компьютера.

Чтобы обойти эту проблему, несколько лет назад лаборатория Google Quantum AI разработала метод квантовой коррекции ошибок (QEC) и продемонстрировала его в системе с девятью кубитами. QEC работает путем проверки комбинаций данных и измерительных кубитов, позволяя системе косвенно измерять информацию, не затрагивая ее. В 9-ти кубитовой системе метод скорости ошибок достигает 1% для считывания, 0,1% для одно-кубитовых ворот и 0,6% для двух-кубитовых ворот.

Команда Google теперь нацелена на достижение аналогичных низких показателей ошибок на процессоре Bristlecone на 72 кубита. Чтобы измерить его производительность, исследователи разработали инструмент сравнения, который преднамеренно вводит в систему единую ошибку, а затем сравнивает распределение выборок с результатами, к которым пришел имитируемый классический компьютер.

Команда говорит, что в конечном итоге Bristlecone должен быть более чем способен достичь этого момента раздела, демонстрирующего квантовое превосходство. Если ему удастся превзойти классический суперкомпьютер, процессор может стать основой для построения квантовых компьютеров большего масштаба.

Филипп Дончев