Когда появится первый в мире стабильный квантовый компьютер?

Первый в мире отказоустойчивый квантовый компьютер может появиться уже до конца 2024 года. Ввести в строй его планирует американский стартап QuEra Гарвардского университета. Квантовая машина получит 256 физических и 10 логических кубитов. Последние, сохраняя одни и те же данные в разных местах, уменьшают количество ошибок в квантовых компьютерах.

Стабильные квантовые компьютеры: В чем сложность?

Как рассказывает LiveScience, обычные компьютеры хранят информацию в битах со значением 0 или 1, квантовые же компьютеры используют кубиты (квантовые биты), в которых помимо 0 и 1 есть третье значение в виде суперпозиции между ними. Это позволяет таких компьютерам выполнять вычисления параллельно, а не последовательно, как в случае со стандартными компьютерами. И потому квантовые компьютеры работают намного быстрее стандартных.

Но проблема в том, что кубиты крайне нестабильны по сравнению с битами: примерно один из каждой 1000 кубитов дает сбой, в то время как частота отказов в обычных компьютерах составляет 1 ошибку на 1 миллиард миллиардов битов. Высокая частота отказов кубитов создает проблемы с их масштабированием.

Решение?

Специалистам QuEra удалось значительно снизить частоту ошибок в кубитах благодаря так называемой квантовой коррекции. Предлагаемая ими система основана на избыточности данных, при которых один и тот же фрагмент информации хранится в нескольких местах. Логические кубиты дублируют вычислительные процессы, и если один из них откажет, другие смогут продолжить вычисления.

В 2023 году лаборатория квантового искусственного интеллекта Google при использовании трех логических кубитов продемонстрировала частоту ошибок 2,9%. QuEra зашли еще дальше: у них уровень ошибок составляет 0,5% при 48 логических кубитах. Мировым лидером пока остается Оксфордский университет, который достиг уровня ошибок менее 0,01%, но лишь между модулями из двух кубитов.

В 2026 году QuEra планирует запустить машину с более чем 10 000 физических кубитов и 100 логическими кубитами, вычислительная мощность которой должна превзойти любые современные суперкомпьютеры.