Квантовые компьютеры поставили новый рекорд

Эксперты компании Google объявили о достижении так называемого «квантового превосходства», то есть этапа развития квантовых компьютеров, при котором последние способны проводить вычисления, которые обычным компьютерам не под силу. Сердцем системы стал процессор Sycamore, содержащий 53 сверхпроводящих квантовых бита (кубита), охлажденных до почти абсолютного нуля. Теперь же квантовый компьютер Sycamore сумел смоделировать упрощенную версию энергетического состояния молекулы, состоящей из 12 атомов водорода, для чего использовалось 12 кубитов. Затем исследователи смоделировали химическую реакцию в молекуле, состоящей из атомов водорода и азота. В модели также просчитывались изменения электронной структуры молекулы при перемещении атомов водорода. Данный эксперимент, осуществленный специалистами Google, оказался самым сложным химическим моделированием, когда-либо проводившемся на квантовых компьютерах.

По словам Николаса Рубина (Nicholas Rubin), научного сотрудника квантовой команды Google, увеличение числа кубитов до 24 позволило бы рассчитать химическую реакцию, которая под силу компьютерам 1980-х годов. Последующее двукратное увеличение кубитов позволит выполнить моделирование, превышающее по сложности все, что можно сделать сегодня.

«Если мы сможем использовать квантовый компьютер для решения классически сложного и значимого вопроса, это будет действительно самая захватывающая новость», — считает Сяо Юань (Xiao Yuan), научный сотрудник Института теоретической физики Стэнфордского университета. По его мнению достичь этого можно, однако увеличение производительности квантовых компьютеров до сотен кубитов и необходимое при этом создание соответствующего протокола коррекции ошибок являются весьма сложными инженерными задачами.

Один из пионеров квантовой химии, профессор Алан Аспуру-Гузик (Alán Aspuru-Guzik), убежден, что химия весьма хорошо сочетается с квантовыми вычислениями ввиду того, что «химическая реакция является по своей сути квантовой». В будущем квантовые вычисления помогут не только лучше понять природу молекулярных реакций, но и способствовать созданию новых минеральных удобрений.

Источник: Scientific American