15 минут против непрактичного классического расчета
Эксперимент, представленный 30 июля 2026 года, стал одной из крупнейших демонстраций логических квантовых вычислений. Квантовый компьютер выполнил расчет примерно за 15 минут, тогда как моделирование аналогичной задачи ведущими классическими методами потребовало бы непрактично большого времени.
Однако сама скорость вычисления не была главным достижением. Исследователи стремились одновременно решить другую фундаментальную проблему — доказать, что квантовый компьютер действительно получил правильный результат.
Для демонстрации квантового преимущества недостаточно показать, что квантовая система работает быстрее. Если классический компьютер не способен воспроизвести вычисление, становится трудно непосредственно сравнить результаты двух систем.
Как проверить вычисление, которое нельзя пересчитать
Для таких экспериментов традиционно используется случайная выборка схем (Random Circuit Sampling, RCS). Квантовый компьютер выполняет сложную случайную схему и формирует распределение результатов, которое при увеличении числа кубитов становится чрезвычайно трудно воспроизвести классическими средствами.
Возникает парадокс: чем сложнее квантовое вычисление, тем труднее проверить его результат классическими методами.
Исследователи IBM и Чикагского университета предложили альтернативную конструкцию квантовых схем. Она сохраняет требуемую вычислительную сложность, но при этом позволяет получать информацию об ошибках непосредственно в процессе вычисления.
Такой подход должен обеспечить более надежную оценку точности квантового состояния даже в условиях неизбежного физического шума.
70 логических кубитов
В эксперименте использовалось 70 логических кубитов. В отличие от физических кубитов, логический кубит представляет собой закодированную квантовую информацию, распределенную между несколькими физическими элементами. Такая избыточность позволяет обнаруживать и исправлять ошибки, возникающие во время вычислений.
Квантовая схема выполнила 2415 логических двухкубитных операций и 468 Т-операций, которые являются важными элементами универсальных квантовых вычислений.
Использованное кодирование позволило снизить эффективную логическую вероятность ошибки примерно в десять раз по сравнению с физической ошибкой. Это имеет принципиальное значение: при увеличении продолжительности вычислений даже небольшие ошибки отдельных физических кубитов быстро накапливаются и способны полностью разрушить результат.
Квантовое преимущество с проверяемым результатом
Исследователи считают, что эксперимент отвечает двум ключевым требованиям убедительной демонстрации квантового преимущества: задача должна быть практически недоступна ведущим классическим методам, а точность квантового результата должна иметь независимую проверку.
Именно вторую часть ученые считают особенно важной. Без надежной верификации становится сложно отличить действительно корректное квантовое вычисление от результата, полученного неисправной или слишком шумной системой.
«Верификация остается одной из главных задач в прочном подтверждении экспериментального квантового преимущества», — отметил доцент Чикагского университета Билл Фефферман.
По словам представителей IBM, продемонстрированный подход может стать основой для дальнейшего масштабирования квантовых систем и выполнения задач, которые уже невозможно практически решать классическими методами.
Пока речь идет не о появлении универсального квантового компьютера, способного заменить классические машины. Однако эксперимент показывает важный переходный этап: квантовая система не только выполняет вычисление, которое становится практически недоступным для классической симуляции, но и получает механизм, позволяющий оценить достоверность результата.
Именно сочетание масштабируемости, коррекции ошибок и проверяемости вычислений считается одним из главных условий перехода квантовых компьютеров от экспериментальных установок к практическим вычислительным системам.
Источник: https://scitechdaily.com/quantum-computer-solves-a-problem-in-15-minutes-that-classical-methods-cant...Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
