Невероятно! Квантовите компютри най-накрая показаха нещо наистина полезно

Хей, трябва да ви разкажа за нещо, което току-що се случи в света на квантовите изчисления. И ако съм честен? Малко съм развълнуван.

IBM и изследователи от Чикагският университет обявиха, че техният квантов компютър е решил една сметка за около 15 минути. Същата тази сметка? На класически компютри би им отнела абсолютно невероятно количество време — толкова дълго, че на практика би било безкрайност.

И така... Какво точно постигнаха?

Може би си спомняте за "квантовото превъзходство" преди няколко години, когато Google обявиха подобно постижение. Е, тогава имаше спорове. Критиците казаха, че макар квантовият компютър да направи нещо, което класическите не могат, това "нещо" не беше всъщност полезно за нищо. Беше повече показно.

Това, което прави обявяването на IBM различно, е фокусът върху "квантовото предимство". Те не просто направиха нещо трудно. Направиха нещо трудно И започнаха да решават проблема с проверката. За това ще стане дума по-нататък...

Главоболието с проверката (или: как да се довериш на квантов компютър?)

Ето един парадокс в квантовите изчисления: цялата идея е да решават задачи, твърде сложни за класическите компютри. Но ако един класически компютър не може да ги реши... как разбираме дали квантовият е дал верен отговор?

Това е било истинска болка в областта. Можеш да пуснеш една квантова сметка, но без начин да провериш работата, откъде знаеш, че не е пълна безсмислица?

Екипът на IBM подходи умно. Разработиха нов метод, който поддържа задачата достатъчно сложна за квантовите компютри (така че класическите все още да се затрудняват), но добавя достатъчно структура, за да могат да проверят дали са се промъкнали грешки.

Професор Бил Фефърман от Чикагският университет го каза хубаво: "Проверката остава едно от най-големите предизвикателства за сигурното установяване на експерименталното квантово предимство." И точно това са решили.

Магията с корекцията на грешки

Тук нещата стават наистина впечатляващи от инженерна гледна точка.

Екипът работил с 70 логически кубита. Ако тепърва се запознавате с темата, може би си мислите "нали кубитът си е кубит?" — но не. Това не са сурови, крехки кубити. Те са логически кубити, което означава, че са кодирани по умен начин, за да пазят квантовата информация от грешки и шум.

Представяте ли си го така: вместо да се доверите на едно крехко яйце, гледате внимателно група яйца, подредени така, че системата да забележи и поправи ако едно се счупи.

Използвайки тези 70 логически кубита, те извършиха над 2400 двукубитни операции и почти 500 T порти. Това са доста квантови акробатики. И резултатите? Логическите нива на грешки бяха 10 пъти по-ниски от основните физически нива на грешки.

Това е много важно. Означава, че корекцията на грешки наистина работи в мащаб.

Какво означава това на практика?

Нека да не се преструвам, че това означава квантови компютри скоро да заменят лаптопите ни. Все още сме в много ранна фаза и "решаваме задачи, нерешими за класическите компютри" не е същото като "решаваме задачи, полезни за човечеството."

Но ето какво ме вълнува: гледаме как се гради основата. Джей Гамбета от IBM каза нещо, което ми остана в главата: "Вече сме твърдо в ерата на квантовото предимство."

И мисля, че има право да е оптимист. Не просто правим квантови компютри, които могат да правят трудни неща. Правим такива, които ги правят надеждно и — което е ключово — можем да проверим, че ги правят правилно.

Това е триото: скорост, надеждност и доверие.

Схемите и резултатите от този експеримент се споделят публично през Quantum Advantage Tracker, което означава, че други изследователи могат да ги изучават, да надграждат и да движат областта напред по-бързо.

Моето мнение

Следя квантовите изчисления от години и винаги е имало усещането на "още пет години". Но понякога се случва нещо, което ме кара да си кажа: аа, добре, това наистина се развива.

Това ми се струва точно един от тези моменти.

Комбинацията от мащаб (70 логически кубита), производителност (10 пъти намаляване на грешките) и проверка (наистина можем да се доверим на резултатите) — това не е просто постепенен напредък. Това е съществен напредък.

Ще гледам какво следва. И искрено? Предпазливо съм оптимистичен, че най-накрая виждаме квантовите изчисления да порастват.