Кратко

  • Google Quantum AI сообщила в четверг, что метод под названием «культивация магических состояний» снизил ошибки примерно в 40 раз на их чипе Willow, создавая магические состояния с точностью 99,99%.
  • Магические состояния — это одноразовые ресурсы, необходимые для запуска полезных квантовых программ, и Google утверждает, что, по некоторым оценкам, затраты на их создание составляют до 95% мощности квантового компьютера.
  • Культивация — один из приёмов, лежащих в основе оценки Google 2025 года, согласно которой шифрование RSA-2048 может быть взломано менее чем миллионом шумных кубитов, хотя для взлома кода потребуются магические состояния с ошибками около одной на 10 миллиардов.

Google утверждает, что превратила один из самых многообещающих теоретических приёмов квантовых вычислений в нечто, что действительно работает на чипе.

В статье, опубликованной в Science в четверг, команда Quantum AI компании показала, что метод под названием «культивация магических состояний» снизил ошибки примерно в 40 раз на их процессоре Willow.

Myriad: Which company will have the best AI model? Click to make your prediction.
Myriad: Which company will have the best AI model? Click to make your prediction.

Снижение стоимости создания квантовых компьютеров имеет значение далеко за пределами физических лабораторий, поскольку приближает день, когда они начнут выполнять полезную работу, например, разрабатывать лекарства и новые материалы, а также день, когда они смогут взломать шифрование, защищающее банковские логины и биткоин-кошельки.

Квантовые компьютеры работают на кубитах — квантовых битах, которые могут одновременно хранить смесь 0 и 1, позволяя им исследовать множество ответов параллельно. Они также чрезвычайно хрупки: небольшое тепло или электрический шум могут перевернуть кубит и разрушить вычисление, поэтому вся отрасль одержима коррекцией ошибок (распределением одной единицы информации по множеству кубитов, чтобы ошибки можно было обнаружить и исправить).

Коррекция ошибок хорошо справляется с простыми операциями, но по-настоящему полезная программа также нуждается в классе более сложных операций, которые нельзя защитить таким же образом. Чтобы выполнить их, машина сначала должна создать магические состояния, которые работают как одноразовые топливные элементы для этих операций: каждое из них расходуется в момент использования.

Производство чистых магических состояний всегда было чрезвычайно дорогим. По некоторым оценкам, затраты достигают 95% всей мощности квантового компьютера, согласно Google, оставляя очень мало места для собственно вычислений.

Физики Сергей Бравый и Алексей Китаев предложили стандартное решение в 2004 году с помощью дистилляции магических состояний, которая берёт множество зашумлённых магических состояний и превращает их в несколько чистых. Это работает, но требует обширных кубитных «фабрик», которые не делают ничего другого.

БиткоинBTC · USD

$82,425+0.86%

Окт 8Окт 10Окт 12Окт 14Окт 15

$84.2k$82.9k$81.5k$80.2k

24ч МаксимумМаксимум$82,508

24ч МинимумМинимум$79,806

ОбъёмОбъём$1.8B

Рыночные прогнозыКоэффициенты от Myriad

На этой неделеВыше $82,000Выше $82k60% шанс

→

Купить Биткоин за USDT

Работает на Jupiter

Данные о ценах от CoinGeckoCoinGeckoБольше новостей и прогнозов о Биткоине →

В 2024 году исследователи Google предложили более дешёвый способ, который они назвали выращиванием магических состояний. Вместо фабрики этот метод действует как фильтр: он вводит грубое магическое состояние в крошечный участок чипа, затем запускает цепочку проверок, отбрасывает каждую попытку с обнаруженным дефектом и продолжает выращивать выжившие. В своей статье они даже предположили, что дальнейшая дистилляция «возможно, никогда не понадобится на практике».

«На процессоре Willow от Google Quantum AI наш протокол достиг необычайного 40-кратного сокращения ошибок по сравнению с некультивированными состояниями. И мы получили T-состояния с рекордной логической точностью 99,99%», — заявила Google.

Только около 8% попыток прошли все проверки, а это означает, что чип отбрасывает более девяти из каждых десяти попыток, чтобы сохранить одно чистое состояние.

Культивация — один из трюков, лежащих в основе оценки Гидни 2025 года, согласно которой шифрование RSA-2048 можно взломать с помощью менее миллиона шумных кубитов, что в 20 раз меньше 20 миллионов, которые он оценивал в 2019 году. До этого эксперимента культивация проверялась только в теории и компьютерных симуляциях.

В марте Google продолжила закручивать гайки, когда белая книга Quantum AI, написанная в соавторстве с исследователем Ethereum Foundation Джастином Дрейком и криптографом из Стэнфорда Дэном Боуном, оценила стоимость взлома эллиптической криптографии Bitcoin (математики, которая не позволяет никому вывести ваш приватный ключ из вашего публичного адреса) менее чем в 500 000 физических кубитов. Это следует за экспериментом компании Quantum Echoes в октябре прошлого года — первым подтверждённым квантовым ускорением на реальном оборудовании.

Никто не опустошает кошельки с помощью этого. В эксперименте использовалось не более 54 из 105 кубитов Willow, и в статье отмечается, что для факторизации ключа RSA-2048 потребуются магические состояния с ошибками порядка одного на 10 миллиардов, что примерно в миллион раз чище того, чего только что достигла Google.

Google заявляет, что следующим шагом будет запуск культивации в большем масштабе. Команда прогнозирует, что уменьшение вдвое базового аппаратного шума Willow снизит ошибки магических состояний примерно до двух на 100 000, поскольку ошибки в процессе уменьшаются пропорционально кубу уровня шума чипа.

Присоединяйтесь к более чем 72 000 читателей

Добавить в Google

Добавьте Decrypt в качестве предпочтительного источника, чтобы видеть больше наших материалов в Google.