Ученые Google успешно справились с самой сложной задачей в области квантовых вычислений — устранением ошибок, нарушающих стабильность квантовых систем. Новый квантовый чип, получивший название Willow, способен поддерживать устойчивость кубитов — квантовых единиц информации — в течение одного часа. Это значительное улучшение по сравнению с предыдущими системами, где стабильность нарушалась каждые несколько секунд. Работа опубликована в журнале Nature.
Кубиты — это квантовый аналог битов, классических единиц информации. В отличие от битов, которые принимают одно из значений "0" или "1", кубиты могут находиться в состоянии суперпозиции, объединяя оба. Это позволяет решать задачи, которые не по силам классическим компьютерам.
Однако кубиты крайне нестабильны, что вызывает ошибки. Для того чтобы квантовые компьютеры успешно осуществляли вычисления, количество ошибок должно быть снижено примерно до одной на триллион операций.
Новый чип Willow способен решить эту проблему. Он использует 105 кубитов, которые объединены в единую логическую систему. Для устранения ошибок применяется метод распределения одного информационного кубита между несколькими его физическими воплощениями. Архитектура чипа и усовершенствованные алгоритмы вычислений также помогают обеспечить повышенную стабильность.
"Willow — первый процессор, где увеличение числа кубитов приводит к снижению количества ошибок", — сообщили исследователи.
По мнению ученых, до полноценного квантового компьютера еще далеко, но Willow уже сейчас доказывает, что стабильные крупномасштабные квантовые операции возможны. Он справился за пять минут с задачей, на решение которой у суперкомпьютера ушли бы 10 септиллионов лет.
