У жовтні 2025 року у світі науки сталася важлива подія, яка могла залишитися непоміченою для широкого загалу. Компанія Google оголосила, що її новий квантовий чіп Willow виконав завдання, на симуляцію якого найкращим сучасним класичним суперкомп’ютерам знадобилося б близько 13 000 років. Однак, за словами розробників, колосальний приріст швидкості — це не єдине і навіть не найголовніше досягнення. Про це пише видання SlashGear.
Проблема верифікації данихКлючовою особливістю презентації стала заява Google про те, що отриманий результат піддається перевірці. Однією з найбільших проблем сучасної квантової індустрії є питання довіри до результату: якщо квантовий комп’ютер вирішує задачу, недоступну для класичних систем, як переконатися у правильності відповіді? Для вирішення цієї дилеми Google розробила новий алгоритм під назвою Quantum Echoes («Квантове відлуння»), який дозволяє отримувати повторювані та верифіковані результати.
Компанія опублікувала статтю в авторитетному журналі Nature, де детально пояснила принцип роботи алгоритму. Також було проведено експеримент для демонстрації концепції,
який базувався на принципах ядерного магнітного резонансу (ЯМР) — технології, що широко використовується в медицині, зокрема в апаратах МРТ. Дослідники оцінили реальні хімічні властивості, а потім використали квантовий процесор для симуляції сигналів відлуння.
Технологія OTOC та принцип роботиНовий алгоритм Echoes працює подібно до акустичного відлуння, але замість звукових хвиль використовується інформація, що циркулює всередині масиву квантових бітів (кубітів). Процес можна описати спрощено: чіп виконує складну послідовність операцій, яка «перемішує» стани кубітів, а потім запускає весь процес у зворотному напрямку, наче перемотуючи відеозапис.
В середині цього циклу до одного з кубітів додається мікроскопічний вплив. Наприкінці система вимірює, чи поширилося це збурення настільки, щоб порушити процес зворотного відновлення. Ця техніка відома в фізиці як корелятор поза часовим порядком (OTOC — out-of-time-order correlator). Характер деградації сигналу «відлуння» надає вченим точну інформацію про внутрішню структуру досліджуваного об’єкта.
Практичне застосування та майбутнє
Поточний експеримент проводився на задачах, які все ще можна перевірити альтернативними методами для підтвердження точності. Надалі алгоритм планується застосовувати до масштабніших викликів, що наближає індустрію до ери прикладної користі квантових обчислень. Google сподівається, що розвиток квантово-посиленого ЯМР відкриє нові можливості у таких сферах:
- Матеріалознавство та створення нових сполук;
- Астрофізика (включаючи моделювання поведінки чорних дір);
- Медичні дослідження та біохімія.
Читайте також:
Запис Google здійснила квантовий прорив із чипом Willow та алгоритмом верифікації Quantum Echoes спершу з'явиться на ProstoMob.