IBM anunță un pas important în cursa pentru computerele cuantice. A demonstrat un calcul imposibil de verificat până acum cu metode clasice

IBM și cercetătorii de la Universitatea din Chicago susțin că au atins un nou prag în dezvoltarea computerelor cuantice. Echipa afirmă că a realizat un calcul care depășește capacitățile sistemelor clasice și, în același timp, a demonstrat că rezultatul poate fi verificat, una dintre cele mai mari provocări ale domeniului.

Cercetătorii spun că au rezolvat una dintre principalele probleme ale calculului cuantic

Potrivit IBM și Universității din Chicago, progresul nu constă doar în executarea unui calcul imposibil de reprodus cu ajutorul computerelor clasice, ci și în posibilitatea de a demonstra că rezultatul obținut este corect.

Până în prezent, majoritatea experimentelor din domeniu s-au bazat pe metoda numită „random circuit sampling”, folosită pentru a genera rezultate foarte greu de simulat de sistemele clasice. Problema era însă că, pe măsură ce aceste calcule deveneau tot mai complexe, verificarea lor devenea aproape imposibilă fără a face presupuneri privind funcționarea sistemului cuantic.

Pentru a evita această limitare, echipa IBM și UChicago a folosit un tip diferit de circuit cuantic, mai bine structurat, care păstrează același grad ridicat de dificultate, dar permite identificarea erorilor în timpul execuției calculului, potrivit TechSpot.

Noul sistem permite verificarea fiabilității rezultatului

Bill Fefferman, profesor asociat de informatică la Universitatea din Chicago și coautor al studiului, a declarat că verificarea rămâne una dintre cele mai mari provocări pentru demonstrarea avantajului real al computerelor cuantice.

Acesta a explicat că experimentul dezvoltă metode prin care poate fi evaluată mai precis fidelitatea stărilor cuantice complexe în prezența zgomotului, ceea ce oferă un nivel mai ridicat de încredere că sistemul rezolvă într-adevăr o problemă de calcul foarte dificilă.

Experimentul a folosit 70 de qubiți logici și mii de operațiuni cuantice

Sistemul utilizat de cercetători s-a bazat pe circuite cuantice codificate, concepute pentru a integra mecanisme de corectare a erorilor și pentru a stabiliza operațiunile cuantice.

În cadrul experimentului au fost utilizați 70 de qubiți logici, adică unități cuantice de calcul care includ deja protecție împotriva erorilor și nu reprezintă doar qubiți fizici.

Pe acest sistem au fost executate 2.415 operațiuni logice între doi qubiți și 468 de porți logice de tip T, indicatori utilizați frecvent pentru evaluarea complexității unui sistem de calcul cuantic.

Spre deosebire de abordările anterioare, cercetătorii nu au tratat zgomotul ca pe o simplă limitare tehnică, ci l-au integrat în arhitectura experimentului pentru a putea urmări cât de fidel urmează calculul traseul planificat.

IBM spune că sistemul a realizat calculul în aproximativ 15 minute

Potrivit cercetătorilor, sistemul cuantic a finalizat calculul în aproximativ 15 minute. Simularea aceleiași sarcini pe un computer clasic ar necesita un timp considerat nepractic, ceea ce susține afirmația că problema depășește capacitățile actuale ale sistemelor convenționale.

Soumik Ghosh, doctorand la Universitatea din Chicago și coautor al cercetării, a afirmat că progresele în verificarea rezultatelor pot avea implicații importante și pentru aplicațiile practice ale viitoarelor generații de computere cuantice.

La rândul său, Jay Gambetta, director în cadrul IBM Research, a declarat că rezultatul marchează intrarea într-o etapă pe care compania o consideră „era avantajului cuantic”. Potrivit acestuia, experimentul nu doar că demonstrează executarea unui calcul imposibil de reprodus eficient de computerele clasice, ci oferă și un nivel măsurabil de încredere în corectitudinea rezultatului.

Accentul se mută de la performanță la încrederea în rezultate

Autorii cercetării susțin că importanța experimentului nu constă doar în depășirea performanțelor sistemelor clasice, ci și în posibilitatea ca rezultatele obținute să fie verificate independent.

Această schimbare de abordare ar putea reprezenta un pas necesar pentru trecerea computerelor cuantice din faza experimentelor de laborator către aplicații practice. Deocamdată, rezultatele rămân experimentale, însă cercetătorii consideră că ele conturează o direcție realistă pentru dezvoltarea unor sisteme cuantice care să fie nu doar mai puternice decât cele clasice, ci și suficient de fiabile pentru utilizare în probleme complexe.