Компания Google представила квантовый суперкомпьютер с новым чипом Willow, который использует сверхпроводящие кубиты (наименьшая единица информации в квантовом компьютере, аналог бита). Кубиты в Willow могут находиться в нескольких состояниях одновременно, благодаря свойству суперпозиции, что значительно увеличивает вычислительную мощность.
По информации разработчиков, компьютер с чипом Willow при тестировании обошел суперкомпьютер Frontier. На выполнение задачи ему потребовалось пять минут, а Frontier потратил бы на аналогичное задание 10 септиллионов лет (10²⁵), что значительно больше возраста Вселенной.
До сих пор Frontier, созданный компанией Hewlett Packard Enterprise (HPE) при сотрудничестве с Национальной лабораторией Ок-Ридж (ORNL) в США, считался одним из самых мощных суперкомпьютеров в мире. Он стал первым суперкомпьютером с производительностью более 1 экзафлопс (10^18 операций в секунду).
По информации с сайта компании Google https://blog.google/technology/research/google-willow-quantum-chip/, «чип Willow способен экспоненциально снижать уровень ошибок по мере масштабирования с использованием большего числа кубитов, что позволит решить важнейшую проблему квантовой коррекции ошибок, над которой отрасль работала почти 30 лет».
Что это значит? Вычислительные ошибки являются одной из главных проблем квантовых компьютеров. Кубиты, базовые элементы вычислений, слишком быстро обмениваются информацией с окружающей средой и теряют ее. Поэтому в известных ранее системах увеличение числа кубитов приводило к накоплению ошибок, система переставала быть квантовой и превращалась в классическую.
По словам исследователей Google, в чипе Willow – наоборот: чем больше кубитов используется, тем меньше ошибок, причем их количество уменьшается экспоненциально. А это, в свою очередь, улучшает работу всей системы и увеличивает срок жизни кубитов. Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале Nature https://www.nature.com/articles/s41586-024-08449-y.
Целью дальнейшей работы, как сообщают в Google, станет поиск практического применения нового суперкомпьютера, «шагнувшего в область алгоритмов, которые недостижимы для классических компьютеров, но одновременно полезны для реальных, коммерчески значимых задач. Это теперь становится достижимым».
