Новый эксперимент выявил превосходство квантовых компьютеров01.10.2025 11:17

Квантовый компьютер доказал свою способность решать задачи значительно быстрее традиционных устройств. Данное достижение стало возможным благодаря способности использовать колоссальные объемы памяти, недоступные классическим методам вычислений, пишет Phys.org.

Классические компьютеры функционируют на основе битов, которые принимают значения исключительно 0 или 1. Квантовые системы используют кубиты, обладающие способностью существовать сразу в нескольких состояниях и хранить экспоненциально больше информации, чем традиционные вычислители. Несмотря на это, длительное время существовала проблема демонстрации практической пользы от подобных возможностей по двум основным причинам. Во-первых, необходимая демонстрация должна была проводиться на реально существующем квантовом оборудовании. Во-вторых, требовалось строгое математическое подтверждение того, что ни одна будущая традиционная программа не смогла бы достигнуть аналогичных результатов.

Новое исследование группы американских ученых из Университета Техаса в Остине демонстрирует первые убедительные доказательства достижения квантового превосходства. Специалисты создали специальную математическую задачу, направленную на проверку возможностей обработки больших объемов данных. Эксперимент проходил следующим образом: система условно делилась на две части («Алиса» и «Боб»). Задача «Алисы» заключалась в создании квантового состояния и отправке его в виде сигнала «Бобу», задача которого состояла в проведении измерений и идентификации полученного состояния. Цель эксперимента — добиться максимального соответствия действий «Боба» ожидаемым результатам еще до завершения передачи сигнала.

Команда провела серию из 10 000 испытаний и показала, что традиционный компьютер для успешного выполнения подобной задачи нуждался бы минимум в 62 битах оперативной памяти. А вот квантовая машина справилась с заданием, использовав лишь 12 кубитов.

«Наши результаты служат прямым свидетельством того, что современные квантовые процессоры способны создавать и управлять запутанными состояниями достаточно высокого уровня сложности, позволяющими реализовать экспоненциальные свойства гильбертова пространства — своего рода огромную память квантового компьютера. Этот вид квантового преимущества, которое мы назвали квантово-информационным преимуществом, устанавливает новую меру достижений в сфере квантовых вычислений, не зависящую от неопределенных гипотез», — отмечают авторы исследования.

Главные надежды на потенциал квантовых компьютеров связаны именно с возможностями эксплуатации громадных массивов памяти и сопутствующей вычислительной мощи. Впервые представленное научное свидетельство наличия подобного преимущества открывает перспективы реального внедрения квантовых технологий в прикладные сферы. Так, в криптографических системах они обеспечат абсолютную безопасность коммуникаций, а при симуляции сложных процессов существенно ускорят создание новых лекарственных препаратов и инноваций в материалах.

Ранее физики нашли способ обойти принцип неопределенности Гейзенберга.