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.
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
→Купить Биткоин за USDT
Работает на Jupiter
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
Создайте аккаунт, чтобы сохранять свои статьи.
Добавьте Decrypt в качестве предпочтительного источника, чтобы видеть больше наших материалов в Google.
