Google и революция квантовых вычислений: компьютер, который раздвигает границы Вселенной

Компания Google совершила выдающийся прорыв в области квантовых вычислений, представив квантовый процессор, который всего за пять минут решил задачу, на которую у самого совершенного обычного суперкомпьютера ушли бы миллиарды лет. Это открытие опубликовано в престижном журнале естественнопоказывает, как новые технологии могут преодолеть традиционные барьеры и открыть путь к революционным приложениям в различных областях.

Различия между квантовыми и обычными компьютерами

Квантовые компьютеры работают принципиально иначе, чем обычные компьютеры. В то время как классические компьютеры оперируют битами, которые могут быть либо 0, либо 1, квантовые компьютеры используют кубиты, которые могут одновременно представлять несколько состояний благодаря принципу квантовой суперпозиции. Эта особенность позволяет им выполнять огромное количество вычислений параллельно.

Однако главная проблема квантовых компьютеров — нестабильность. Без передовых технологий исправления ошибок один из 1000 кубитов может выйти из строя, по сравнению с одним из миллиарда миллиардов битов в обычных компьютерах. Такая высокая частота ошибок стала серьезным препятствием для разработки функциональных квантовых машин, превосходящих по производительности обычные суперкомпьютеры.

Новый квантовый процессор Willow: важная веха

Компания Google разработала квантовый процессор Willow, который продемонстрировал способность работать ниже порога коррекции ошибок. Этот порог, определенный ученым-компьютерщиком Питером Шором в 1995 году, представляет собой точку, в которой ошибки падают экспоненциально по мере добавления большего количества физических кубитов. Это означает, что квантовые системы становятся более надежными и точными по мере увеличения их размера.

Процессор Willow использует технологию, основанную на логических кубитах, созданных путем объединения нескольких физических кубитов. Все кубиты в логическом кубите используют одну и ту же информацию, поэтому даже если некоторые из них выйдут из строя, данные останутся доступными. Джулиан Келли, директор по квантовому оборудованию в Google Quantum AI, сказал, что это достижение представляет собой поворотный момент для научного сообщества и будущего квантовых вычислений.

Чтобы сделать эту систему, нужно было устранить больше ошибок, чем было внесено. Ниже этого критического порога квантовые компьютеры можно масштабировать, чтобы они стали больше и мощнее, при этом ошибки продолжают уменьшаться.

Последствия для будущего квантовых вычислений

Снижение частоты ошибок имеет решающее значение для создания квантовых компьютеров, достаточно мощных для решения сложных задач, недоступных нынешним технологиям. Среди областей, которые выиграют, — криптография, которая может совершить революцию, создав алгоритмы, которые практически невозможно взломать. Кроме того, медицинские исследования и разработка новых лекарств могут значительно продвинуться благодаря способности этих компьютеров быстро и эффективно анализировать сложные молекулярные структуры.

Это достижение знаменует собой лишь начало новой эры в квантовых вычислениях. Уиллоу доказывает, что технические проблемы, которые несколько десятилетий назад казались непреодолимыми, можно преодолеть. Хотя развитие этих технологий все еще находится на ранней стадии, их потенциал огромен. Как доказал процессор Willow, квантовые компьютеры собираются переопределить границы человеческих знаний и открыть новые горизонты в науке и технологиях.