Представьте компьютер, который решает задачи за секунды, на которые современным суперкомпьютерам понадобились бы миллионы лет.
Это обещание квантовых вычислений, в которых Google сделала прорыв, и он приближает это обещание к реальности.
Новый квантовый чип, называемый Willow, показал, что может исправлять ошибки как никогда раньше, и выполнять расчеты, которые недоступны классическим компьютерам. Это может быть началом новой эры в вычислениях. Давайте разберем, что это значит для нас.
Что такое квантовые вычисления? В отличие от классических компьютеров, которые используют биты (0 или 1), квантовые компьютеры используют квантовые биты или кубиты, которые могут быть в состоянии 0, 1 или обоих одновременно благодаря свойству, называемому суперпозицией.
Это позволяет квантовым компьютерам выполнять множество расчетов одновременно, что делает их потенциально намного быстрее для определенных задач.
Но у квантовых компьютеров есть большая проблема: ошибки. Кубиты очень чувствительны к окружающей среде, и любое нарушение может вызвать ошибки в вычислениях. Это называется квантовым шумом, и это был главный барьер для практического применения.
Новый чип Google, Willow, сделал значительный прогресс в решении этой проблемы. Он продемонстрировал "квантовую коррекцию ошибок", то есть может обнаруживать и исправлять ошибки в вычислениях.
Конкретно, он показал, что при увеличении числа кубитов уровень ошибок уменьшается экспоненциально. Это важный шаг, потому что показывает, что большие квантовые компьютеры могут быть надежнее, в отличие от текущих, где больше кубитов обычно означает больше ошибок.
Кроме того, Willow выполнил вычисление, называемое случайным выбором схемы (RCS), за пять минут. Это задача, на которую одному из самых быстрых суперкомпьютеров, Frontier, понадобилось бы 10 септиллионов лет. Для сравнения, возраст Вселенной — около 13,8 миллиардов лет, так что 10 септиллионов лет — это астрономически долго.
Это достижение часто называют "квантовой супрематией", что означает, что квантовый компьютер выполнил задачу, практически невозможную для классического компьютера.
Что это значит для будущего? Это значит, что квантовые вычисления переходят из области исследований к потенциальным практическим применениям. Индустрии, такие как фармацевтика, финансы и логистика, могут воспользоваться способностью квантовых компьютеров быстро решать сложные задачи.
Например, квантовые компьютеры могут моделировать молекулярные структуры для разработки лекарств, оптимизировать финансовые портфели или улучшить движение транспорта в городах.
Но есть еще вызовы. Коррекция ошибок нуждается в дальнейшем улучшении, и число кубитов должно увеличиться, чтобы справляться с более крупными задачами.
Но прорыв Google с Willow — это важный этап. Он показывает, что технологии быстро развиваются, и практические квантовые вычисления могут быть ближе, чем мы думали.
В итоге, прорыв Google в квантовых вычислениях с чипом Willow — это революция. Он не только демонстрирует мощь квантовых компьютеров, но и показывает, что мы можем контролировать и исправлять ошибки, что необходимо для создания надежных квантовых систем. Это может предвещать новую эру вычислений, где неразрешимые задачи станут выполнимыми.
