Септиллион лет за пять минут: чип Willow бросает вызов суперкомпьютерам

Google представила квантовый чип Willow — устройство, призванное сократить количество ошибок в вычислениях и приблизить создание квантового компьютера нового поколения с функцией квантовой коррекции.

В ходе испытаний Willow выполнил тест случайных квантовых схем (Random Circuit Sampling, RCS) за пять минут. Для сравнения, современный суперкомпьютер на решение той же задачи потратил бы септиллион лет.

RCS — это тест, в котором проверяется способность квантового компьютера решать задачи, связанные с обработкой случайных квантовых схем. Эти схемы создаются специально, чтобы моделировать сложные процессы, которые практически невозможно точно просчитать на обычных компьютерах из-за огромного количества вариаций и взаимосвязей. Суть в том, чтобы квантовый компьютер воспроизвел заданный набор результатов, которые соответствуют определённым математическим вероятностям, заложенным в схему.

Чип оснащён 105 кубитами — квантовыми эквивалентами битов, используемых в классических компьютерах. В отличие от битов, кубиты могут находиться в состоянии "0" и "1" одновременно благодаря эффекту суперпозиции.

Исследования проводились в лаборатории Google в Санта-Барбаре, построенной специально для работы с квантовыми технологиями. Одна из главных особенностей Willow — способность кубитов удерживать состояние возбуждения ("1") почти 100 микросекунд. Это в пять раз дольше по сравнению с предыдущими моделями чипов Google.

Несмотря на все рекордные характеристики, разработчики подчёркивают, что Willow пока является только шагом к созданию универсального квантового компьютера, не более. На текущем этапе такие устройства опережают традиционные системы лишь в ограниченном круге задач. Классические технологии по-прежнему более эффективны для большинства коммерческих и научных целей.

Руководитель проекта Google Quantum AI Хартмут Невен в своём блоге подчеркнул, что тест RCS, хотя и демонстрирует преимущество во многих показателях, не имеет прямого применения в реальной жизни. При этом Willow уже применили для моделирования сложных квантовых систем, благодаря чему удалось получить новые научные данные. Однако и в этом для существующих технологий пока что нет ничего невозможного.