Квантовый чип Willow от Google выполняет задачу за 5 минут, а обычному суперкомпьютеру на это нужно 10 септиллионов лет

Google анонсировала свой новейший квантовый процессор, получивший название Willow. В сообщении в блоге технологический гигант утверждает, что этот современный чип выделяется среди конкурентов благодаря двум основным достижениям: невероятной скорости в тестах вычислений и тому, как он экспоненциально снижает ошибки по мере масштабирования кубитов.

Google протестировала чип в тесте случайной выборки цепей (RCS), который, как утверждается, является «классически самым сложным тестом, который можно выполнить на квантовом компьютере сегодня». Он пролетел через вычисления и завершил их менее чем за пять минут. Для сравнения, одному из ведущих суперкомпьютеров 2024 года, Frontier, потребуется 10 25 или 10 септиллионов лет, чтобы завершить те же вычисления, по данным Google. Это 10 000 000 000 000 000 000 000 000 лет, что превышает возраст известной Вселенной. Конечно, запустить что-либо в течение такого периода времени на практике было бы невозможно. Например, по оценкам, нашему Солнцу осталось всего пять миллиардов лет жизни.

Google также не скупился на оценки в отношении Frontier, предполагая полный доступ к вторичному хранилищу по мере необходимости, без каких-либо дополнительных затрат на полосу пропускания.

Еще один большой шаг вперед, заявленный для Willow, заключается в том, как он может экспоненциально уменьшать ошибки по мере масштабирования для включения большего количества кубитов. По словам Google, это достижение «решает ключевую задачу в квантовой коррекции ошибок, над которой эта область работала почти 30 лет». Google подкрепляет свои заявления тяжелой исследовательской работой под названием «Квантовая коррекция ошибок ниже порога поверхностного кода», опубликованной для всеобщего ознакомления.

В тестах Google использовал все более крупные массивы кубитов, масштабируясь от сетки 3x3 закодированных кубитов до сетки 5x5 и сетки 7x7. Каждый раз частота ошибок снижалась вдвое.

Google заявляет, что изготовила Willow на своем специально построенном современном предприятии в Санта-Барбаре. Willow содержит 105 кубитов, что может показаться не таким уж большим достижением, но компания настаивает, что она «сосредоточена на качестве, а не только на количестве — потому что простое производство большего количества кубитов не поможет, если они недостаточно высокого качества».

В официальном блоге Willow также сравнивают с чипами Quantum предыдущего поколения от Google. Например, Willow, как утверждается, сохраняет уровни возбуждения кубита (T1) в 5 раз дольше, чем предыдущие чипы.