Google придумала, как избавиться от ошибок в квантовых компьютерах, но IBM в методе усомнилась

Команда исследователей Google представила результаты, которые могут стать поворотным моментом в развитии квантовых вычислений. В ходе эксперимента им удалось продемонстрировать ключевой принцип: увеличение размера логических кубитов ведет к снижению частоты ошибок. Это открывает путь к созданию масштабируемых и практически полезных квантовых компьютеров, способных выполнять сложнейшие расчеты без сбоев.

От физических кубитов к надежным логическим: как Google борется с ошибками

Главным препятствием на пути к практическому квантовому компьютеру остается хрупкость кубитов. Квантовые состояния легко разрушаются под влиянием внешних шумов, что делает длительные вычисления невозможными. Для решения этой проблемы инженеры используют метод коррекции ошибок, создавая так называемые логические кубиты. Каждый такой кубит представляет собой не один физический элемент, а целый массив, где часть кубитов хранит данные, а другая часть непрерывно отслеживает и исправляет возникающие искажения.

Эксперимент, подтверждающий теорию

В своем последнем исследовании команда Google проверила эту концепцию на реальной квантовой системе. Ученые сравнили два типа логических кубитов: один на основе массива 3x3 (17 физических кубитов), другой — на основе массива 5x5 (49 физических кубитов). Результаты оказались обнадеживающими: в более крупной системе частота ошибок снизилась с 3,028% до 2,914%. Этот, казалось бы, небольшой шаг подтверждает фундаментальный вывод — масштабирование архитектуры действительно повышает стабильность.

Дорога к миллиону кубитов: от эксперимента к реальным вычислениям

На основе полученных данных исследователи экстраполировали результаты. Их расчеты показывают, что для создания логического кубита с практически нулевой ошибкой потребуется объединить около тысячи физических кубитов. Следовательно, квантовый компьютер, способный решать реальные прикладные задачи, должен будет содержать примерно миллион физических кубитов, что эквивалентно тысяче высоконадежных логических. В Google рассматривают это не как отдаленную фантазию, а как конкретный инженерный план, первый шаг к реализации которого уже сделан.

Ранее индустрия уже переживала волну ожиданий, связанную с заявлением Google о достижении «квантового превосходства» в 2019 году. Тогда компания столкнулась с критикой со стороны конкурентов, указывавших на спорность сравнений и интерпретаций. Нынешняя работа носит более осторожный и доказательный характер, фокусируясь на фундаментальной проблеме исправления ошибок, которая является общепризнанным барьером для всей отрасли.

Если выводы Google верны и поддаются масштабированию, это окажет колоссальное влияние на множество областей — от разработки новых материалов и лекарств до взлома современных криптографических систем. Однако ключевой вопрос остается открытым: сохранится ли наблюдаемый положительный эффект при переходе от десятков к миллионам взаимосвязанных кубитов, где могут проявиться новые, непредвиденные виды ошибок и шумов.

Таким образом, работа исследователей Google указывает на потенциально жизнеспособный путь преодоления главного технологического барьера. Успех или неудача в дальнейшем масштабировании этой архитектуры определит, насколько быстро квантовые вычисления перейдут из лабораторий в мир практических решений.