Один из главных камней преткновения в квантовых вычислениях — верификация. Традиционный метод проверки — сравнение результата квантового вычисления с моделированием на классической машине. Но если задача слишком сложна для классического моделирования, топонять, что квантовое устройство не ошиблось, невозможно.

Раньше для тестов использовали сложный метод «выборки случайных цепей» (random circuit sampling), но проверка его результатов сама по себе — трудоемкая задача. Команда IBM и Чикагского университета применила другую архитектуру цепей, которая сохраняет вычислительную сложность, но при этом позволяет детектировать ошибки непосредственно в процессе расчета. Это сделало возможным не только выполнить задачу, но и оценить достоверность результата статистически, пишет IE.

В эксперименте использовались 70 логических кубитов (то есть квантовых битов, защищенных коррекцией ошибок на аппаратном уровне). Система выполнила 2415 двухкубитных операций и 468 логических T-вентилей — объем, который делает классическое моделирование практически невозможным. При этом эффективный уровень логических ошибок оказался в 10 раз ниже, чем физических ошибок отдельных кубитов. Это означает, что коррекция ошибок работает именно так, как и задумано: она позволяет проводить длинные вычисления без катастрофического накопления сбоев.

Доказательство того, что квантовое устройство способно превзойти классические машины, значимое, но не самое важное достижение ученых. Теперь у исследователей есть способ проверки достоверности результатов работы квантового компьютера.

«Помимо расширения возможностей экспериментальной проверки, достижения в области верификации могут открыть путь к практическому применению квантовых компьютеров следующего поколения», — сказал Сумик Гош из Чикагского университета, один из исследователей.

Авторы опубликовали схемы и результаты через IBM Quantum Advantage Tracker, что позволяет другим исследователям изучать и воспроизводить работу.

Немецкая компания SAXON Q объявила о коммерческом запуске квантовых компьютеров SXQ128 и SXQ512, способных работать при комнатной температуре без громоздких криогенных установок. Новые системы стали первыми коммерческими алмазными квантовыми компьютерами на основе алмазных NV-центров, преодолевшими порог в 10 кубитов.