Квантовий прорив комп’ютер розв’язав неможливу задачу за лічені хвилини

Компанія D-Wave довела перевагу квантових обчислень, вирішивши задачу, яка вимагає від класичних суперкомп’ютерів нереального часу. Це новий етап у науці.

Американська компанія D-Wave Quantum Inc. продемонструвала безпрецедентну ефективність квантових обчислень, вирішивши складне наукове завдання за лічені хвилини замість мільйона років, які знадобилися б найпотужнішому суперкомп’ютеру світу.

Каліфорнійський стартап, що спеціалізується на квантових обчисленнях для комерційних застосувань, використав прототип квантового комп’ютера D-Wave Advantage 2. Компанія підтвердила своє досягнення в рецензованій статті, опублікованій у високоавторитетному науковому журналі. Це перший у світі практичний доказ квантової переваги для реальних корисних задач.

Порівняно з традиційними комп’ютерами, потужність яких зростає відповідно до закону Мура, квантові обчислення пропонують принципово новий підхід. Вони використовують квантову механіку для виконання обчислень, на які навіть найшвидшим суперкомп’ютерам знадобилися б роки.

Практичне застосування квантового відпалу

Дослідники D-Wave вирішували проблему моделювання програмованих спінових окулярів – складне обчислювальне завдання в галузі магнітних матеріалів. Ця сфера має важливе значення для різноманітних застосувань: від медицини до напівпровідників, створення датчиків і двигунів.

Магнітні мінерали відіграють ключову роль у багатьох технологіях, але їхня мікроскопічна природа ускладнювала глибоке розуміння їхньої взаємодії. Це уповільнювало відкриття нових матеріалів з удосконаленими властивостями.

Суперкомп’ютери традиційно використовують графічні процесори (GPU) для таких обчислень. Такий підхід вимагає значних енергетичних ресурсів і часу.

Натомість прототип квантового комп’ютера для відпалу D-Wave Advantage 2 завершив обчислення за кілька хвилин. Для порівняння, суперкомп’ютеру Frontier в Окриджській національній лабораторії (ORNL) знадобився б мільйон років і річне світове споживання електроенергії для вирішення тієї ж задачі.

Принцип роботи квантового відпалу

Квантовий комп’ютер відпалу застосовує унікальний підхід до вирішення складних оптимізаційних задач. Система починає з “суперпозиції” всіх можливих рішень – високоенергетичного стану.

Потім відбувається процес відпалу – повільної зміни параметрів системи. Мета цього процесу – досягти мінімального або низькоенергетичного стану, який представляє оптимальне рішення проблеми.

На відміну від класичних комп’ютерів, які перебирають варіанти послідовно, квантовий комп’ютер досліджує всі можливі рішення одночасно. Це фундаментальна перевага, що дозволяє вирішувати надскладні завдання за реалістичний час.

Цей прорив відкриває нові перспективи для галузей, які потребують складних обчислень – від розробки нових ліків до боротьби зі зміною клімату. Підтверджена квантова перевага демонструє, що ера практичного використання квантових обчислень уже настала.