Вчені з Google та Брукхейвенської лабораторії розробили квантовий алгоритм для прискорення ШІ та наукових обчислень

Дослідники з Брукхейвенської національної лабораторії Міністерства енергетики США, Північно-Східного університету, Google Quan­tum AI та Техаського університету в Остіні представили новий квантовий алгоритм, здатний суттєво розширити можливості майбутніх квантових комп’ютерів. Роботу оприлюднили на 58-му щорічному симпозіумі ACM з теорії обчислень STOC 2026.

Алгоритм отримав назву Quan­tum Her­mite Trans­form, або QHT. Автори визначають його як новий «квантовий примітив» — базовий обчислювальний інструмент, який слугуватиме будівельним блоком для складніших квантових алгоритмів у майбутньому. На їхню думку, саме таких універсальних інструментів зараз катастрофічно бракує у квантовому програмному забезпеченні, попри стрімкий розвиток апаратної частини.

Перетворення Ерміта давно відоме у класичних обчисленнях, фізиці, обробці сигналів та інженерії. Воно лежить в основі опису квантового гармонічного осцилятора та використовується в гауссових моделях машинного навчання й аналізу даних. Втім, ефективно виконувати такі обчислення на квантових комп’ютерах досі не вдавалося.

Команда розробила квантову схему, яка реалізує перетворення Ерміта з логарифмічною обчислювальною складністю. Це означає значно меншу кількість необхідних операцій порівняно з наявними підходами. Додатково алгоритм використовує технологію квантового прискореного прогнозування, що дає змогу обчислювати майбутній стан квантових систем без моделювання кожного проміжного кроку.

За певних умов QHT забезпечує експоненційну перевагу в швидкості над найкращими відомими класичними методами. Оскільки функції Ерміта широко застосовуються в статистиці, машинному навчанні, обробці сигналів і математичному моделюванні, дослідники вбачають у новому алгоритмі потенційну основу для розробок у сферах штучного інтелекту, матеріалознавства, енергетики та наукових розрахунків.

Вчені також наголошують, що розширення набору квантових примітивів відкриє шлях до принципово нових класів алгоритмів, не обмежених вже відомими підходами на кшталт квантового перетворення Фур’є. Це, на їхню думку, один із ключових кроків до практичного застосування квантових обчислень.

Разом із тим автори не приховують головного обмеження: повноцінні відмовостійкі квантові комп’ютери, здатні використовувати QHT у реальних завданнях, поки що перебувають у стадії розробки. Проте створення фундаментальних алгоритмів вже зараз закладає підґрунтя для тієї миті, коли таке залізо стане реальністю.