Науковці довели, що квантові комп’ютери перевершують найбільші цифрові суперкомп’ютери

Команда дослідників з Університету Південної Каліфорнії (USC) продемонструвала вагомий прорив у сфері квантових обчислень, уперше наочно довівши перевагу квантового комп’ютера над класичними методами при розв’язанні складних задач оптимізації. Це стало можливим завдяки використанню квантового відпалу — підходу, що дозволяє знаходити близькі до оптимальних рішення в задачах, які традиційні комп’ютери вирішують надзвичайно повільно.

Дослідження, результати якого опубліковано в журналі Phys­i­cal Review Let­ters, засноване на роботі з квантовим процесором D‑Wave. Вчені сфокусувалися не на пошуку ідеального розв’язання, а на досягненні максимально наближеного результату — на практиці саме такі відповіді часто мають найбільшу цінність, наприклад, у фінансах, логістиці чи машинному навчанні.

Щоб досягти переваги над найефективнішими класичними алгоритмами, дослідники використали техніку корекції квантового відпалу (QAC), яка дозволила зменшити вплив шуму в системі. В результаті було створено понад 1300 логічних кубітів із приглушеними помилками. Це забезпечило перевагу над методом класичної оптимізації PT-ICM, який донині вважався найефективнішим для подібних задач.

Для перевірки ефективності вчені застосували набір задач так званого «спінового скла» — складного класу оптимізаційних задач зі статистичної фізики. Показником успіху стала швидкість досягнення розв’язку з точністю в межах одного відсотка від оптимального значення, що дало змогу зафіксувати реальний масштаб переваги квантового підходу.

Команда планує поширити ці результати на ще складніші моделі з більшою кількістю вимірів та вищою щільністю взаємодій. У перспективі, вдосконалення апаратного забезпечення та нові методи нівелювання помилок можуть ще більше посилити ефективність квантових алгоритмів в задачах, де достатньо наближеного до найкращого рішення.