Google досягає проривного прогресу в практичному застосуванні квантових комп'ютерів

Google стверджує, що розробила комп'ютерний алгоритм, який показує, як квантові обчислення можуть мати практичне застосування та генерувати унікальні дані для використання зі штучним інтелектом.

Google заявила, що новий алгоритм під назвою Quantum Echoes, який працює на квантових чипах компанії, у 13 000 разів швидший за найскладніший класичний обчислювальний алгоритм на суперкомп'ютері.

Алгоритм квантового відлуння може забезпечити практичне застосування квантових комп'ютерів.

Квантові комп'ютери відіграватимуть ключову роль у моделюванні квантово-механічних явищ, таких як взаємодія між атомами та частинками, а також структура (або форма) молекул.

Одним із інструментів, який вчені використовують для розуміння хімічних структур, є ядерний магнітний резонанс (ЯМР), який є тим самим науковим принципом, що лежить в основі магнітно-резонансної томографії (МРТ).

ЯМР діє як молекулярний мікроскоп, достатньо потужний, щоб дозволити нам спостерігати взаємне положення атомів, тим самим допомагаючи зрозуміти структуру молекули.

Моделювання форми та динаміки молекул є фундаментальним у хімії, біології та матеріалознавстві; досягнення, які допоможуть нам робити це краще, стимулюватимуть розвиток у багатьох галузях, від біотехнології до сонячної енергетики та термоядерного синтезу.

Минулого року Google анонсувала квантовий чіп Willow, який, за словами компанії, може вирішити ключову проблему з «кубітами» – будівельними блоками квантових комп’ютерів.

Керівники заявили, що розробка алгоритму така ж важлива, як і сам чіп. Алгоритм також можна перевірити за допомогою інших квантових комп'ютерів або за допомогою експериментів. Перевірені дані означають, що це може призвести до практичного застосування.

Чіп Google Willow вже зробив значний крок у квантових обчисленнях.

В експерименті з перевірки принципу, проведеному у співпраці з Університетом Берклі, Google запустив алгоритм Quantum Echoes на чіпі Willow, щоб дослідити дві молекули, одну з 15 атомами, а іншу з 28 атомами, щоб перевірити метод.

Результати, отримані на квантовому комп'ютері Google, збіглися з результатами звичайного ЯМР-спектроскопії та виявили інформацію, яку звичайна ЯМР-спектроскопія не може надати, що забезпечило важливе підтвердження нашого підходу.

Так само, як телескопи та мікроскопи відкрили нові світи, яких ніколи раніше не було видно, цей експеримент є кроком до створення «квантового мікроскопа», здатного вимірювати раніше неспостережувані природні явища.

Квантово-посилений ЯМР може стати потужним інструментом у розробці ліків, допомагаючи визначити, як потенційні препарати зв'язуються зі своїми мішенями, або в матеріалознавстві для визначення молекулярної структури нових матеріалів, таких як полімери, компоненти батарей або навіть матеріали, з яких складаються квантові біти (кубіти).