Сектор квантовых вычислений стремительно растет, стремясь к реализации рыночных возможностей, которые аналитики из McKinsey оценили в 2 триллиона долларов. Все больше и больше компаний, занимающихся квантовыми вычислениями, котируются на бирже и получают миллиардные инвестиции от государственного и частного секторов. Но пока квантовые компьютеры отстают от классических в решении действительно важных для конечного пользователя задач. Компания Q-Ctrl одной из первых продемонстрировала квантовое превосходство в практически полезной области, рассказывает QCR.
Речь идет о моделировании поведения фермионов на кристаллической решетке (модель Хаббарда) — вычислительной задаче, изучающей, как электроны в материалах обуславливают свойства, используемые в передаче, хранении и генерации энергии, в том числе в сверхпроводниках и накопителях энергии. Моделирование проводилось на квантовом оборудовании IBM. Программное обеспечение Q-Ctrl для управления производительностью подавляло ошибки, что позволило системе использовать 120 кубитов и более 9000 двухкубитных операций квантовой логики.
Для оценки производительности полученные результаты сравнили с результатами работы пакета тензорных сетей Time-Dependent Variational Principle (TDVP), инструмента, который применялся авторами более чем 1250 технических публикаций с 2015 года. Два подхода совпали примерно на 1%, но для достижения такого уровня согласованности классическое моделирование заняло более 160 часов на высокопроизводительном кластере, в то время как квантовые вычисления — включая всю предварительную обработку, передачу данных и пост-обработку — завершились примерно за две с половиной минуты.
Объявление о достижении квантового превосходства прозвучало всего через несколько дней после того, как генеральный директор IBM Арвинд Кришна выступил на конференции по итогам первого квартала 2026 года. Там он заявил, что в этом году партнеры компании продемонстрируют первые примеры квантового превосходства на оборудовании IBM.
Учитывая, что примерно треть мирового времени работы суперкомпьютеров в настоящее время используется для моделирования в области химии и материаловедения, компания рассматривает этот результат как сигнал о готовности квантовых вычислений к интеграции в корпоративные исследовательские процессы.
«Эти результаты знаменуют начало эры положительной окупаемости инвестиций от широко доступных сегодня квантовых компьютеров в решении задач, которые действительно важны для ранних пользователей», — сказал Майкл Бирчук, генеральный директор и основатель Q-Ctrl.
Конфигурация инфраструктурного программного обеспечения, использованная в демонстрации, вскоре станет общедоступной в качестве функции Qiskit на платформе IBM Quantum Platform. Это позволит пользователям интегрировать квантовые вычисления в рабочие процессы исследований и разработок в области химии и материаловедения.
Год назад о квантовом превосходстве заявила канадская компания D-Wave, которая специализируется на метода квантового отжига. Вычислительный аппарат Advantage 2 показал, что может отслеживать поведение квантовой системы, называемой моделью Изинга, гораздо эффективнее, чем любой из современных классических алгоритмов.
