Квантовые вычисления

Исследователи демонстрируют надёжный квантовый прогресс благодаря встроенной проверке квантовых вычислений

IBM объявила о результатах трёх исследовательских работ, продемонстрировавших количественные вычисления в диапазонах, где классическое моделирование невозможно, с использованием методов проверки надёжности результатов или самого процесса вычислений. В работах участвовали Чикагский университет, Qedma, RIKEN, BlueQubit и Algorithmiq.

2026-08-15
4 мин. чтения
237 просмотров
certi.news Editorial Team
Исследователи демонстрируют надёжный квантовый прогресс благодаря встроенной проверке квантовых вычислений

30 июля 2026 года IBM объявила, что три исследовательские работы продемонстрировали то, что компания называет надёжным квантовым прогрессом: квантовые компьютеры выполнили вычисления в диапазонах, где методы классического моделирования не справляются, с включением механизмов проверки качества результатов. Работы касались проверки выборок случайных схем, наблюдения квантовых явлений в динамике Floquet и проверки процесса вычислений в случаях, когда для сравнения нет надёжного классического ответа.

Эти результаты стали частью продолжающейся дискуссии о том, превзошёл ли квантовый компьютер действительно лучшие классические методы, а не только о том, создал ли он выходные данные, которые трудно проверить. По данным IBM, объявление о квантовом превосходстве не завершает сравнение, а открывает результаты для дальнейшего тестирования с помощью инструмента Quantum Advantage Tracker, который отслеживает кандидатов на квантовое превосходство и сравнивает их с доступными классическими методами.

Встроенная проверка в выборках случайных схем

Совместная работа исследователей IBM и Чикагского университета была посвящена проблеме проверки Random Circuit Sampling — одного из основных способов продемонстрировать различие между квантовыми вычислениями и классическим моделированием. Метод Cross-Entropy Benchmarking требует вычисления вероятностей идеальных выходных данных, что при больших схемах может стать чрезвычайно затратным. Поэтому в предыдущих экспериментах приходилось опираться на меньшие или более простые схемы, а затем делать выводы о производительности при размерах, которые невозможно проверить напрямую.

Исследователи предложили структурированную альтернативу — doped Clifford sampling, при котором в эффективно моделируемую схему Clifford добавляются вентили T, не поддающиеся эффективному классическому моделированию, при сохранении структуры, помогающей выявлять ошибки. Схема была встроена в spacetime code, использующий вспомогательные кубиты, распределённые по кубитам, и развивающий схему во времени. В эксперименте с 70 логическими кубитами отбор выполнений, соответствующих проверкам согласованности, привёл к эффективному снижению ошибок вентилей примерно в десять раз при сохранении практических показателей выполнения.

Этот метод позволяет вывести строгую нижнюю границу точности логического вычисления на основе эталонной схемы, которую можно проверить классически, а также информации о синдромах и логических ошибках. Таким образом, проверка становится частью вычислительной системы, а не опирается лишь на внешний статистический показатель.

Квантовые явления за пределами передового моделирования

В другой работе Qedma совместно с RIKEN и BlueQubit исследовала динамику Floquet — реакцию взаимодействующей квантовой системы на повторяющиеся энергетические импульсы. Используя схемы размером до 74 кубитов, исследователи отслеживали намагниченность системы во времени и наблюдали устойчивые колебания, которые не проявились в двух передовых классических методах моделирования с использованием одного из крупнейших в мире суперкомпьютеров RIKEN.

В наиболее сложных диапазонах эксперимента два классических метода расходились и не давали согласованного ответа, тогда как квантовые вычисления продолжали воспроизводить динамику. В экспериментах использовалась программа QESEM компании Qedma на системах IBM Quantum с применением методов смягчения ошибок; отдельные части эксперимента также были повторены на платформе Quantinuum. IBM сочла, что согласованность независимых оценок и результатов другой платформы укрепила уверенность в том, что наблюдаемое поведение отражает основную физику.

Проверка процесса, а не ответа

Algorithmiq разработала алгоритм оценки оператора Loschmidt echo — величины, отслеживающей распространение информации в неоднородных квантовых системах. Эксперименты включали 56 кубитов и достигли диапазонов, в которых как минимум три ведущие группы по классическому моделированию представили расходящиеся прогнозы, причём эти прогнозы также отличались от квантовых результатов.

Вместо опоры на недоступный классический ответ исследователи применили один и тот же метод смягчения ошибок на эквиваленте пяти квантовых компьютеров с различными характеристиками шума и получили согласованные результаты. Они также показали, что строгое смягчение ошибок может давать несмещённые оценки и количественные границы погрешности при наличии точной модели шума устройства.

Среди других кандидатов, которые сейчас включены в Quantum Advantage Tracker, — работы Q-CTRL, BlueQubit и Бирла-института технологий и науки в Пилани. IBM подчёркивает, что сравнение квантовых и классических вычислений продолжится, а эти результаты подвергнутся дальнейшему тестированию.

Источник новости
c
Автор

certi.news Editorial Team

Что важно знать

IBM заявляет, что три исследовательские работы продемонстрировали квантовые вычисления в диапазонах, с которыми классическому моделированию трудно справиться, одновременно интегрировав методы проверки результатов или самого процесса вычислений. Работы охватывают выборку случайных схем, динамику Floquet и оценку Loschmidt echo, однако IBM подчёркивает, что результаты требуют дальнейшего тестирования и сравнения.

  • Исследователи из IBM и Чикагского университета использовали метод doped Clifford sampling для проверки выборки случайных схем; эксперимент включал 70 логических кубитов.
  • Отбор реализаций, соответствующих проверкам согласованности в эксперименте, обеспечил эффективное снижение ошибок вентилей примерно в десять раз.
  • Qedma, RIKEN и BlueQubit изучали динамику Floquet с использованием схем размером до 74 кубитов и наблюдали колебания, которые не проявились в двух передовых классических методах.
  • Algorithmiq разработала алгоритм оценки Loschmidt echo в экспериментах с 56 кубитами, применив смягчение ошибок на пяти квантовых компьютерах с различными характеристиками шума.
  • IBM использует инструмент Quantum Advantage Tracker для отслеживания кандидатов на квантовое превосходство и сравнения их с классическими методами.

Частые вопросы

Что в статье подразумевается под надёжным квантовым прогрессом?

Это выполнение квантовых вычислений в диапазонах, где классическое моделирование становится невозможным, с включением механизмов проверки качества результатов или самого процесса вычислений.

Что такое doped Clifford sampling?

Это метод, добавляющий в схему Clifford, поддающуюся классическому моделированию, вентили T и сохраняющий структуру, которая помогает выявлять ошибки и проверять вычисления.

Что такое динамика Floquet?

Это реакция взаимодействующей квантовой системы на повторяющиеся энергетические импульсы.

Какова функция Quantum Advantage Tracker?

Он отслеживает кандидатов на квантовое превосходство и сравнивает их результаты с доступными классическими методами.

В той же категории

Вам также может понравиться

Все новости