Прорыв в Квантовых Исследованиях: Новый Алгоритм Google

Ученые Google создали новый алгоритм, который способен решать задачи на квантовом процессоре в 13 000 раз быстрее, чем самые быстрые суперкомпьютеры мира. Это достижение приближает нас к использованию квантовых компьютеров в таких областях, как открытие лекарств, материаловедение и множество других научных приложений.

Исследователи утверждают, что новый алгоритм, названный Quantum Echoes, является прорывом, так как он достигает квантового превосходства и является первым таким алгоритмом, который можно проверить независимо, запустив его на другом квантовом компьютере.

Алгоритм Quantum Echoes показал свою супербыструю эффективность в бенчмаркинговом эксперименте на квантовом процессоре Google, известном как Willow. Подробно о том, как работает этот алгоритм, исследователи рассказали в новом исследовании, опубликованном 22 октября в журнале Nature.

«Алгоритмы квантового вычисления подсказывают квантовому компьютеру, как решать задачи наиболее эффективным образом, что можно сравнить с развитием программного обеспечения в классическом вычислении,» — сообщил Сяо Ми, научный сотрудник Google Quantum AI, который курировал эту работу.

Квантовое Превосходство и Практическое Применение

Хотя ученые ощутили новое квантовое превосходство в первом исследовании, они также стремились продемонстрировать, что алгоритм может быть использован для решения практических задач. В другом исследовании, опубликованном в базе данных arXiv, та же команда разработала квантовую цепь, чтобы смоделировать динамику молекул в лаборатории ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

В процессе они открыли ранее неизвестные детали атомного расстояния и структур двух молекул с 15 и 28 атомами соответственно — [4-13C]-толуол и [1-13C]-3′,5′-диметилбипенил (DMBP). Хотя система, использованная в этом эксперименте, была небольшой (15 кубитов), будущее позволяет исследователям моделировать молекулы, которые в четыре раза больше — масштаб, невозможный для классических симуляций.

Кроме того, алгоритм Quantum Echoes работает в несколько этапов, что позволяет создавать сложное «эхо», в котором сигнал отправляется в квантовую систему и затем переворачивается, чтобы слушать «эхо», возвращающееся назад.

Долгожданные Возможности

Ученые уверены, что в будущем мы увидим практические приложения, которые станут возможны только благодаря квантовым компьютерам, в течение ближайших пяти лет. Однако для этого необходимо будет увеличить количество кубитов в аппаратном обеспечении до миллионов — что сейчас кажется труднодостижимым, так как самые мощные квантовые компьютеры имеют лишь сотни или тысячи кубитов.

Разработка новых алгоритмов и технологий в области квантовых вычислений продолжает открывать новые горизонты для научных исследований и развития технологий, что делает это время необычайно захватывающим для ученых и предпринимателей.