IBM-ը և Չիկագոյի համալսարանի հետազոտողները հայտարարել են քվանտային հաշվարկներում կարևոր ձեռքբերման մասին. նրանց համակարգը կատարել է հաշվարկ, որը ժամանակակից դասական մեթոդները գրեթե ունակ չեն վերարտադրելու: Ընդ որում, գիտնականներին հաջողվել է ստանալ արդյունքի ճշտության վիճակագրորեն հաստատվող վստահություն։ Այս մասին հաղորդում է Phys.org-ը։

Քվանտային առավելությունը հաջողվել է ստուգել

Հետազոտողները փորձն անվանում են «քվանտային առավելության» հիմնական չափանիշներից մեկի ցուցադրում. իրավիճակ, երբ քվանտային համակարգիչը ոչ թե պարզապես խնդիրը կատարում է դասականից ավելի արագ, այլ լուծում է այն ավանդական հաշվարկների գործնական հնարավորություններից դուրս:

Քվանտային համակարգերը ստուգելու համար ֆիզիկոսները վաղուց օգտագործում են random circuit sampling (RCS) մեթոդը: Այն ստիպում է քվանտային համակարգչին գեներացնել արտակարգ բարդ հաջորդականություններ, որոնք դասական համակարգիչների համար գնալով ավելի դժվար է դառնում վերարտադրել:

Սակայն այստեղ առաջանում է խնդիր. որքան բարդ է հաշվարկը, այնքան ավելի դժվար է անկախ ձևով ստուգել, որ քվանտային համակարգիչն իսկապես ստացել է ճիշտ արդյունք:

Նոր փորձում հետազոտողներն օգտագործել են քվանտային սխեմաների հատուկ մշակված կառուցվածք: Այն պահպանում է RCS-ի հաշվողական բարդությունը, բայց միաժամանակ թույլ է տալիս հայտնաբերել սխալները հաշվարկի ընթացքում:

Չիկագոյի համալսարանի դոցենտ Բիլ Ֆեֆերմանի խոսքով՝ սա բարձրացնում է վստահությունը առ այն, որ քվանտային համակարգիչն իսկապես լուծում է բարդ հաշվողական առաջադրանք, այլ ոչ թե պարզապես տալիս է արդյունք, որն անհնար է ստուգել:

70 տրամաբանական քուբիթ և 15 րոպե աշխատանք

Փորձը դարձել է սխալների ուղղմամբ տրամաբանական քվանտային հաշվարկների խոշորագույն ցուցադրություններից մեկը: Հետազոտողները հաջողությամբ օգտագործել են 70 տրամաբանական քուբիթ, կատարել 2415 տրամաբանական երկքուբիթանի գործողություն և 468 T-գեյթ՝ քվանտային սխեմայի բարդությունը բնութագրող գործողություններ:

IBM-ի քվանտային համակարգչից առաջադրանքը կատարելու համար պահանջվել է մոտ 15 րոպե: Հետազոտողները պնդում են, որ սիմուլյացիայի առաջատար դասական մեթոդների համար նմանատիպ առաջադրանքը կպահանջեր գրեթե անընդունելի ժամանակ:

IBM Research-ի ղեկավար Ջեյ Գամբետան հայտարարել է, որ փորձը նշանակում է քվանտային հաշվարկների անցում գործնական քվանտային առավելության դարաշրջան: Նրա խոսքով՝ ստացված արդյունքը հիմք է ստեղծում քվանտային համակարգերի հետագա մասշտաբավորման և դրանք այնպիսի առաջադրանքներում օգտագործելու համար, որոնք անհնար է լուծել դասական մեթոդներով:

Աշխատանքն առայժմ հրապարակվել է arXiv-ում նախատպվածքի (preprint) տեսքով: Հեղինակները ընդգծում են, որ արդյունքների ստուգման մեթոդների զարգացումն առանձնապես կարևոր է քվանտային համակարգիչների ապագա գործնական կիրառությունների համար. հաշվարկների բարդության աճին զուգընթաց բարձր արտադրողականության մեկ ցուցադրումը բավարար չի լինի, անհրաժեշտ կլինի նաև ապացուցել, որ ստացված արդյունքներն իսկապես արժանի են վստահության: