Команда исследователей запустила на процессоре Sycamore случайную выборку цепей (англ. Random Circuit Sampling, RCS), простой алгоритм, генерирующий случайные последовательности значений. Проанализировав результат, ученые обнаружили, что в режиме помех классические суперкомпьютеры его превосходят. Но когда количество помех снижается до определенного уровня, вычисления Sycamore становятся слишком сложными для классических машин. Даже самым быстрым суперкомпьютерам понадобилось бы 10 трлн лет на то, чтобы выполнить их.
Анализ результатов позволил ученым понять, что даже незначительные отличия в уровне шума — например, между коэффициентом безошибочности 99,4% и 99,7% — заставляют Sycamore вести себя так, будто он находится в новом состоянии. Нечто похожее происходит, когда вещество переходит из одного агрегатного состояния в другое.
«Шум превращает [квантовую] систему в нечто более классическое», — сказал Серхио Бойксо, руководитель квантовых исследований Google.
Это убедительная демонстрация способности Sycamore превзойти любой классический компьютер, выполняющий алгоритм RCS, пишет Nature. В 2019 году Google уже сообщала о достижении квантового превосходства, но с тех пор классические компьютеры стали быстрее и снова обогнали квантовые. На этот раз победа выглядит более убедительно.
Эти результаты не означают, правда, что квантовые компьютеры заменят классические. Тот же Sycamore с обновленным процессором на 67 кубитов не может делать то, что умеет любой ПК: проверять электронную почту, хранить фотографии, запускать видеоигры. У квантовых компьютеров другие задачи, недоступные классическим: например, в точности моделировать химические реакции.
По словам китайского физика и эксперта по квантовым технологиям Пань Цзяньвэя, Китай запустит сверхзащищенную глобальную связь к 2027 году. Для этого будет создана квантовая спутниковая группировка, которую интегрируют с наземными сетями.