Группа ученых из Исследовательского центра Юлиха в Германии провела масштабное тестирование 19 квантовых процессоров (QPU) от пяти ведущих производителей, включая IBM, Quantinuum, IonQ, Rigetti и IQM. Результаты, опубликованные в препринте на arXiv, демонстрируют, что некоторые системы уже сегодня способны решать задачи, недоступные даже самым мощным суперкомпьютерам.
Ключевые игроки квантовой гонки
Тестирование проводилось по двум параметрам: «ширина» (количество кубитов) и «глубина» (сложность операций). Лидером в категории глубины стал процессор IBM Heron, способный выполнять до 10 000 слоев алгоритма LR-QAOA с 100 кубитами. Quantinuum H2-1 показал лучший результат в ширине, успешно справившись с задачей на 56 кубитах — это первый случай, когда квантовая система превзошла классические аналоги в точных вычислениях.
«Результаты Quantinuum H2-1 на 56 кубитах уже выходят за пределы возможностей точного моделирования на классических суперкомпьютерах», — отмечают авторы исследования.
Почему это важно?
До сих пор квантовые компьютеры оставались скорее экспериментальными устройствами, но новый тест доказывает: прогресс ускоряется. Например, IBM Fez сохранял когерентность до 300 слоев алгоритма, обрабатывая почти миллион двухкубитных вентилей. Для сравнения, процессор Rigetti Ankaa-2 показал худшие результаты, что подчеркивает разрыв между лидерами и аутсайдерами отрасли.
- IBM Heron — рекорд по глубине вычислений (10 000 слоев LR-QAOA).
- Quantinuum H2-1 — первая система, преодолевшая барьер в 56 кубитов.
- Rigetti Ankaa-2 — самый слабый результат в тестах.
Как работает новый бенчмарк?
Ученые использовали задачу MaxCut — классическую проблему оптимизации, где требуется разделить граф на две части так, чтобы число связей между ними было максимальным. Этот тест идеален для оценки QPU, так как:
- Его сложность легко масштабируется.
- Он требует минимум ресурсов для запуска.
- Результаты четко показывают, когда система перестает справляться и выдает случайные данные.
Ограничения и будущее тестирования
Несмотря на успехи, бенчмарк имеет недостатки. Например, параметры вычислений задаются заранее и не оптимизируются в процессе. Ученые предлагают разработать дополнительные тесты, чтобы точнее оценивать производительность QPU. Однако уже сейчас ясно: квантовые компьютеры вплотную подошли к моменту, когда они смогут решать реальные задачи быстрее классических систем.