IBM и Чикагский университет продемонстрировали подтвержденное квантовое превосходство с использованием логических кубитов с коррекцией ошибок

IBM и исследователи Чикагского университета объявили 30 июля о том, что они называют демонстрацией подлинного квантового превосходства: вычисление, которое вышло за пределы практических возможностей лучших методов классического моделирования, одновременно обеспечив проверяемую уверенность в правильности результата. Достижение, подробно описанное в статье под названием 'Sampling hard circuits with verifiably high fidelity', решает проблему, преследовавшую более ранние заявления о квантовом превосходстве, а именно доказательство точности результата, когда ни один классический компьютер не может проверить его, просто повторив вычисление.

Команда использовала новый метод коррекции ошибок для кодирования 70 логических кубитов, защищая их от шума, который обычно искажает квантовые вычисления, и использовала их для выполнения 2415 логических двухкубитных операций и 468 логических 'Т-вентилей' — оба показателя сложности квантовой схемы. Полное вычисление завершилось примерно за 15 минут — время выполнения, которое, по словам исследователей, потребовало бы невыполнимого количества времени при использовании ведущих методов классических вычислений. Примечательно, что достигнутая частота логических ошибок оказалась примерно в десять раз ниже базовой частоты физических ошибок, что показывает, что сама схема коррекции ошибок работала должным образом даже в крупном масштабе.

Этот результат описывается как одна из крупнейших демонстраций коррекции ошибок, проведенных на сегодняшний день, и шаг к квантовым компьютерам, которым можно доверять для решения задач, выходящих за пределы возможностей обычных суперкомпьютеров, а не просто более быстрым в узкоспециализированных, труднопроверяемых задачах. Исследователи говорят, что именно метод верификации, разработанный вместе с самим вычислением, а не просто масштаб использованных кубитов, отличает этот результат от более ранних заявлений о квантовом превосходстве, которые сталкивались со скептицизмом относительно возможности независимого подтверждения их результатов.