**Un calculator cuantic IBM a finalizat un calcul dificil în 15 minute, depășind metodele clasice cunoscute**
Un calculator cuantic al IBM, realizat în colaborare cu cercetători de la University of Chicago, a dus la finalizare în aproximativ 15 minute un proces pentru care cele mai performante computere clasice depășesc timpul rezonabil de calcul. Experimentul utilizează 70 de qubiți logici și introduce o metodă de estimare a încrederii în rezultatul obținut. IBM consideră această demonstrație o formă de avantaj cuantic.
### Detalii despre experimente și rezultate
Rezultatele au fost publicate în lucrarea științifică „Sampling hard circuits with verifiably high fidelity”, disponibilă pe arXiv. În cadrul experimentului, s-au folosit 97 de qubiți fizici pentru codificarea unei operații cu 70 de qubiți logici. Cercetătorii au efectuat 2.415 operații între perechi de qubiți și 468 de operații de tip „T gate”, necesare pentru circuite cuantice mai avansate.
Progresul nu constă în creșterea numărului de qubiți, ci în reducerea ratei de erori. Strategie de codare a redus erorile logice de circa zece ori comparativ cu erorile fizice, după filtrarea datelor pe baza informațiilor din cod. S-a stabilit o limită inferioară de fidelitate de 0,284, cu un nivel de încredere statistică de 95%.
### Obstacolul verificării calculului cuantic
Experimentul se bazează pe o problemă denumită „sampling de circuite aleatorii”, ce implică generarea de rezultate pentru circuite extrem de complexe. Realizarea unor simulări exacte pe sisteme clasice devine costisitoare când circuitele sunt suficient de greu de simulant.
Dilema majoră este cum poate fi demonstrată corectitudinea rezultatelor dacă acestea nu pot fi reproduce de computere clasice. Asta în contextul în care, dacă problema devine prea dificilă pentru clasic, testarea exactă a rezultatelor devine problematică.
### Metoda de verificare și importanța sa
Pentru a adresa această problemă, cercetătorii au introdus o structură specială în circuit, menținând dificultatea pentru simulările clasice, dar permițând detectarea erorilor și estimarea fidelității în timpul calculului. Bill Fefferman, profesor la University of Chicago, afirmă că verificarea rezultatelor rămâne unul dintre cele mai mari obstacole în demonstrarea avantajului cuantic. Noua tehnică permite o caracterizare mai precisă a fidelității, în condițiile zgomotului.
### Durata calculului și implicațiile pentru viitor
IBM susține că sistemul său a finalizat calculul în circa 15 minute, în timp ce metodele clasice cereau un timp prohibitivil pentru aceeași sarcină. Este vorba despre o demonstrație pentru o anumită categorie de circuite cuantice, nu despre un calculator cuantic universal capabil să înlocuiască orice sistem clasic.
Deși rezultatul nu indică un avantaj pentru toate tipurile de calcule, el reprezintă un progres pentru circuitelor speciale, greu de simulat clasic. În perspectivă, dacă tehnicile de corectare și verificare vor putea fi extinse, calculatorul cuantic poate avea aplicații în simularea materialelor, chimie sau dezvoltarea de medicamente.
### Ce înseamnă cele 15 minute
Perioada de timp indicată referă la un anumit tip de problemă specifică. În mod practic, un computer cuantic IBM nu înlocuiește deocamdată supercomputere sau computere personale pentru sarcini generale. Este vorba despre un set de circuite greu de simulat, creat pentru a demonstra avantajul cuantic.
Avantajul pentru anumite tipuri de circuite poate avea implicații majore în domenii precum modelarea materialelor și chimiei computaționale. Experimentele realiste în aceste domenii vor putea fi comparate cu rezultatele obținute de calculatoare cuantice în condiții controlate.
### Pe termen lung
IBM afirmă că industria a intrat în „era avantajului cuantic”, dar această afirmație trebuie interpretată în context. Demonstratia vizează un avantaj pentru probleme specializate, nu pentru un calculator cuantic universal capabil să depășească supercomputere în toate sarcinile.
Reducerea ratei de erori și posibilitatea de verificare statistică reprezintă pași importanți pentru dezvoltarea calculatoarelor cuantice. Cele 15 minute indică doar începutul unor capabilități mai avansate, în care rezultatele vor putea fi și validate în mod științific.
