Квантовий прорив IBM: 15 хвилин замість років класичних обчислень

Дослідники з IBM та Чиказького університету заявили про успішне виконання обчислення, що відповідає критеріям квантової переваги. Йдеться про розв’язання математичної задачі, яку провідні класичні методи моделювання вважали практично нездійсненною: квантова система впоралася за чверть години, тоді як традиційним обчислювальним машинам на це знадобився б значно довший час.

У науковій роботі «Вибірка складних схем із перевірюваною високою точністю» команда описала застосування інноваційної закодованої квантової схеми. Ключем стало використання 70 логічних кубітів — на відміну від фізичних, вони кодуються спеціальним чином, що захищає квантову інформацію від шуму та спотворень. Це одна з наймасштабніших демонстрацій логічних квантових обчислень і квантової корекції помилок на сьогодні.

Під час експерименту система виконала 2415 логічних операцій із двома кубітами та 468 квантових T-вентилів — показник високої складності схеми. Закодована конструкція дозволила знизити ефективні логічні помилки в десять разів порівняно з базовими фізичними, що забезпечило точність навіть за такого обсягу операцій.

Окрема увага — верифікації. Традиційний тест випадкової вибірки схем (RCS) змушує квантову машину генерувати патерни, які класичний комп’ютер не може ефективно відтворити, але зі зростанням складності перевірити правильність результату стає майже неможливо. IBM і Чиказький університет розробили структурованішу альтернативу: вона зберігає високу обчислювальну складність для класичних машин, але дозволяє виявляти помилки безпосередньо під час процесу.

За словами директора IBM Research Джея Гамбетти, це досягнення ознаменовує вступ в еру квантової переваги та дає науковій спільноті підґрунтя для довіри до квантових комп’ютерів. Схемні рішення та результати експериментів дослідники оприлюднили у відкритому доступі — це дозволяє іншим групам відтворити підхід і розвивати його далі.