Эксперты о разработке нового 105-кубитного квантового вычислительного чипа Willow

Комментарий эксперта Quantum Crypto к новости https://www.reuters.com/technology/google-says-it-has-cracked-quantum-computing-challenge-with-new-chip-2024-12-09/?utm_source=ixbtcom

Google сообщила о разработке нового 105-кубитного квантового вычислительного чипа Willow. На фоне растущего количества обсуждений об экономических проблемах и исчерпании ресурсов классического ИИ (например, The laws of inflating the AI bubble | Nature Physics), данное сообщение вызвало как ажиотаж, так и критику.

105 кубитов – совершенно не рекорд для индустрии. Ещё в прошлом году мы видели заявления о создании вычислителя более чем на тысячу кубитов. К ним, впрочем, тоже оставались вопросы, но тем не менее это был шаг вперёд. Сейчас же инженеры Google вслед за IBM, анонсировавшей ранее не рекордную по объёму регистра квантовую архитектуру Heron, отмечают, что сосредоточены на повышении качества кубитов. Это разумный и закономерный путь. Развитие вариационных методов и квантового машинного обучения открыло перед нами потенциальные возможности применения даже процессоров с относительно небольшим числом кубитов, и в этом контексте роль их качества и методов борьбы с шумами действительно в ближайшее время будет быстро расти.

Однако Google не дала исчерпывающей информации о качестве работы чипа и фиксируемых в нём ошибках. Нам доступны значения характерного времени продольной релаксации и значения кросс-энтропийной точности (XEB-fidelity, F_XEB). Это интегральная оценка, показывающая способность компьютера качественно моделировать квантовые схемы с заданными параметрами. На использующем эту метрику методе кросс-энтропийного бенчмаркинга основывается работа Google AI Quantum от 2019 года «Quantum supremacy using a programmable superconducting processor», в которой впервые было заявлено об экспериментальной демонстрации квантового превосходства. Сравнивая величину кросс-энтропийной точности с предыдущей разработкой Google, 53-кубитном процессором Sycamore, можно видеть, что если ранее значение F_XEB = 0.1 достигалось для схемы глубиной 28 слоёв (наборов одновременных команд) на 26 кубитах, то теперь данное значение получено для 105 кубитов со схемой глубиной 40 слоёв (чем меньше F-XEB, тем хуже, чем больше кубитов и глубже схема – тем лучше). Это очень серьёзный прирост. К сожалению, из-за использования разных метрик сложно с опорой на эти данные сравнить новый процессор Google с передовыми процессорами IBM и других производителей. Но мы точно видим, что все ведущие разработчики продолжают активно вкладываться и развивать область квантовых вычислений, добиваясь новых успехов. В таких условиях, даже если заявленная Google в пресс-релизе «граница безубыточности» ещё не пройдена, формирование целесообразности коммерческого внедрения квантовых вычислителей – вопрос времени и инертности рынка. 

Алексей Моисеевский, 
Исследователь Центра научных исследований и перспективных разработок ИнфоТеКС

Все новости