Google обяви пробив: квантов компютър надмина способностите на суперкомпютрите

Google обяви пробив в квантовите изчисления, след като разработи алгоритъм, който изпълни задача, непосилна за конвенционалните компютри.

Алгоритъмът – набор от инструкции, които управляват работата на квантов компютър – успя да изчисли структурата на молекула, което открива пътя към значими открития в области като медицината и материалознанието, пише изданието The Guardian.

Google обаче призна, че реалното приложение на квантовите компютри е на години разстояние.

„За първи път в историята квантов компютър успешно изпълни проверим алгоритъм, което надминава способностите на суперкомпютрите“, заявиха от компанията в публикация в блога си. „Това повторяемо, надкласическо изчисление е основа за мащабна проверка и приближава квантовите компютри до реални приложения.“

Мишел Деворе, главен учен в отдела за квантов изкуствен интелект на Google и носител на Нобелова награда за физика този месец, нарече съобщението „още една важна крачка“ в неговата област. „Това бележи нов етап към пълномащабни квантови изчисления“, каза той.

Пробивът с алгоритъма, който позволява на квантов компютър да работи 13 000 пъти по-бързо от класически компютър, е описан в рецензирана научна публикация в списание Nature.

Резултатите за двете молекули са проверени чрез ядрено-магнитен резонанс (ЯМР) – същата технология, използвана при ЯМР скенери – и разкриват информация, която обикновено не се вижда чрез ЯМР.

Проф. Винфрид Хензингер от Университета в Съсекс заяви, че Google е демонстрирала „квантово предимство“ – т.е. изчислителна задача, изпълнена от квантов компютър, която не може да бъде решена от класически компютър.

Но напълно надеждни квантови компютри, способни да изпълняват задачи, които най-много вълнуват научната общност, все още са далеч – те биха изисквали машини, способни да поддържат стотици хиляди квантови бита (кубити).

„Важно е да се разбере, че задачата, която Google е изпълнила, не е толкова революционна, колкото някои от очакваните приложения на квантовите компютри“, каза Хензингер. „Но това е още едно убедително доказателство, че квантовите компютри постепенно стават все по-мощни.“

Истински мощни квантови компютри, способни да решават широк спектър от задачи, ще изискват милиони кубити – нещо, което настоящият хардуер не може да постигне, тъй като кубитите са изключително нестабилни.

„Някои от най-интересните квантови компютри, за които се говори, ще изискват милиони или дори милиарди кубити“, каза Хензингер. „Това е трудно постижимо с хардуера, използван от авторите на публикацията на Google, тъй като той изисква охлаждане до изключително ниски температури.“

Хартмут Невен, вицепрезидент по инженерство в Google, заяви, че реалното приложение на квантовите компютри може да е на пет години разстояние, въпреки пробива с алгоритъма, който компанията нарича квантово ехо. „С квантовото ехо оставаме оптимисти, че в рамките на пет години ще видим реални приложения, възможни само чрез използването на квантови компютри“, каза той.

Google, водещ играч в изкуствения интелект, твърди също, че квантовите компютри ще могат да генерират уникални данни, които да се използват за обучение на AI модели и да ги направят по-мощни.

Класическите компютри кодират информацията си в битове – представени като 0 или 1 – които се предават като електрически импулси. Текстово съобщение, имейл или дори филм в Netflix, гледан на смартфон, е низ от такива битове.

В квантовите компютри обаче информацията се съдържа в кубити. Тези кубити, разположени в чип с умерен размер, са частици като електрони или фотони, които могат да бъдат в няколко състояния едновременно – свойство на квантовата физика, наречено суперпозиция.

Това означава, че кубитите могат да кодират различни комбинации от 1 и 0 едновременно и да изчисляват огромен брой възможни резултати – нещо, което класическите компютри не могат. Но те трябва да се поддържат в строго контролирана среда, свободна от електромагнитни смущения, иначе лесно се нарушава тяхната работа.

Напредъкът на компании като Google предизвика предупреждения от експерти по киберсигурност, че квантовите компютри могат да разбият висококласно криптиране, което доведе до призиви към правителства и компании да преминат към криптография, устойчива на квантови атаки.