Учени от IBM казват, че са разработили метод за управление на ненадеждността, присъща на квантовите процесори, осигурявайки дългоочакван пробив към превръщането на квантовите компютри в толкова практични, колкото конвенционалните - или дори повече.
Напредъкът е подробно описан в проучване, публикувано в списанието Nature. Той идва почти четири години след като Google нетърпеливо обяви "квантово превъзходство", твърдейки, че техният квантов компютър може да надмине класическия. Твърденията им обаче не се доказаха.
Експериментът на Google беше критикуван, че няма заслуги в реалния свят и не след дълго други експерименти показаха, че класическите суперкомпютри все още могат да изпреварят тези на Google.
Изследователите на IBM обаче звучат уверени, че този път пробивът е реален.
"Ние навлизаме в тази фаза на квантовите изчисления, която аз наричам полезност", каза Джей Гамбета, сътрудник на IBM и вицепрезидент на IBM Quantum Research, пред The New York Times.
Квантовия компютър се базира на два принципа на квантовата механика. Първият е суперпозиция - способността на една частица, в този случай квантови битове или кубити, да бъде в две отделни състояния едновременно.
Заплитането пък позволява на две частици да споделят едно и също състояние едновременно.
Тези призрачни принципи позволяват далеч по-малък брой кубити да се конкурират с процесорната мощност на обикновените битове. Звучи страхотно, но на квантово ниво частиците съществуват в несигурни състояния, възникващи в досадна случайност, известна като квантов шум.
Управлението на този шум е ключово за получаване на практически резултати от квантов компютър. Лека промяна в температурата, например, може да доведе до промяна на състоянието на кубит или загуба на суперпозиция.
Тук идва новата работа на IBM. В експеримента изследователите на компанията са използвали 127-кубитовt процесор IBM Eagle, за да изчислят това, което е известно като модел на Ising, симулиращ поведението на 127 магнитни частици с квантови размери в магнитно поле - проблем който има стойност в реалния свят, но в този мащаб е твърде сложен за решаване от класическите компютри.
За да смекчат квантовия шум, изследователите, парадоксално, всъщност въвеждат повече шум и след това прецизно документираха ефектите му върху всяка част от схемата на процесора и моделите, които възникват.
Оттам изследователите биха могли надеждно да екстраполират как биха изглеждали изчисленията без никакъв шум. Те наричат този процес "намаляване на грешките".
Има само един неприятен проблем. Тъй като изчисленията, извършени от квантовия процесор на IBM са в толкова сложен мащаб, класически компютър, който прави същите изчисления, също би се сблъсквал с несигурност.
Въпреки това квантовият процесор на IBM дава по-точни резултати от класическия. Това е причината да има голям шанс констатациите на учените да са верни. Въпреки това те не гарантират задължително квантово превъзходство, ако не са приложими и в други случаи.
