Квантовый компьютер IBM выполнил проверяемую задачу за пределом классики

Споры о «квантовом превосходстве» идут годами. Предыдущие демонстрации — Google в 2019 году, IBM в 2023-м — критиковали за то, что выполненные задачи были либо искусственно составлены, либо впоследствии воспроизведены на классических компьютерах. Новая работа IBM совместно с Чикагским университетом, описанная на Phys.org, претендует на качественно иной результат: квантовая задача не только выполнена, но и верифицирована — а классическая симуляция аналогичного масштаба практически нереализуема. Подробнее о смежных научных разработках ранее писали «Пронедра» в материале о квантовой колыбели Ньютона для вычислений.

Исследовательская группа использовала 70 логических кубитов — кубитов с коррекцией ошибок, более стабильных, чем физические кубиты. За один прогон система выполнила 2415 квантовых операций. Задача относилась к классу квантовых симуляций физических систем — моделированию поведения квантового материала с точно заданными свойствами.

Ключевая новизна — способ верификации результата. В классических компьютерных симуляциях квантовых систем верификация проста: можно пересчитать. Здесь исследователи разработали специальный математический протокол, позволяющий подтвердить правильность квантового результата без полной классической симуляции — опираясь на проверку выборочных свойств выходных данных.

Классическое моделирование той же задачи, по оценкам команды, потребовало бы вычислительных ресурсов, выходящих за пределы возможностей существующих суперкомпьютеров, — не потому что задача принципиально невозможна, а потому что масштаб квантовой системы определяет экспоненциальный рост требований к памяти и времени.

Это не означает, что квантовые компьютеры уже готовы конкурировать с классическими в практических задачах — до этого ещё далеко. Но демонстрация верифицируемого квантового преимущества на физически осмысленной задаче — принципиальный шаг для области, долго ищущей убедительного ответа на вопрос «а что они могут лучше?»