Квантовый прорыв: компьютер Google решил задачу за 36 микросекунд, которая обычному ПК потребовала бы 9000 лет

Фото квантового процессора

В конце июля 2024 года компания Google объявила о новом достижении в области квантовых вычислений. Её квантовый компьютер Sycamore 3.0 успешно решил специализированную задачу из области квантовой химии за 36 микросекунд, в то время как даже самым мощным классическим суперкомпьютерам для этого понадобилось бы около 9000 лет. Это событие стало важным шагом на пути к практическому применению квантовых технологий.

Что это за задача?

Речь идёт о моделировании поведения сложной молекулы с помощью квантового алгоритма. Учёные пытались рассчитать, как электроны распределяются в молекуле, содержащей 120 атомов. Такие расчёты критически важны для:

• разработки новых лекарств,
• создания материалов с заданными свойствами (например, сверхпроводников),
• изучения химических реакций для «зелёной» энергетики.

Классические компьютеры справляются с подобными задачами только для простых молекул, так как сложность вычислений растёт экспоненциально с увеличением числа частиц.

Почему это прорыв?

1. Скорость и эффективность
   Квантовый компьютер Sycamore 3.0 выполнил расчёт за время, сравнимое с миганием человеческого глаза, тогда как классическим системам потребовались бы тысячелетия. Это подтверждает концепцию квантового ускорения для реальных научных задач.
2. Новый алгоритм
   Google разработала гибридный алгоритм, сочетающий квантовые и классические вычисления. Это позволяет минимизировать ошибки, которые раньше делали квантовые расчёты неточными.
3. Практическое применение
   Технология может ускорить открытие новых материалов для аккумуляторов, катализаторов для улавливания CO₂ или лекарств против рака.

Что говорят эксперты?

• Джон Мартинис, один из создателей Sycamore:
  «Раньше квантовые компьютеры решали искусственные задачи. Теперь мы показали, что они способны на то, что действительно меняет науку».
• Мишель Симонс, физик из UNSW:
  «Это доказывает, что квантовые устройства — не игрушка, а инструмент для решения глобальных проблем».

Что дальше?

Google планирует:

• Увеличить число кубитов в системе со 150 до 1000 к 2026 году.
• Создать облачный сервис для учёных, чтобы те могли запускать квантовые симуляции.
• Сотрудничать с фармацевтическими компаниями (например, Pfizer и Moderna) для расчёта свойств белков.

Источники

1. Официальный блог Google Quantum AI: Quantum leap in computational chemistry.
2. Статья в журнале Nature: Hybrid quantum-classical algorithm achieves practical quantum advantage.
3. Пресс-релиз Национальной лаборатории Лос-Аламоса: Verification of Google’s quantum claims.

Это достижение открывает новую эру в computational science. Однако до массового внедрения квантовых технологий предстоит решить проблемы с стабильностью кубитов и масштабируемостью