Истраживачи су демонстрирали квантно израчунавање које, по свему судећи, превазилази практичне могућности најнапреднијих класичних метода симулације, а истовремено решава и један дугогодишњи проблем: како проверити да ли је добијени резултат тачан.
Квантни рачунар је извео сложен прорачун за око 15 минута, док би водећим класичним методама симулације за исти задатак било потребно непрактично много времена. Једнако важно, експеримент је укључивао и механизам који омогућава висок степен поверења у тачност добијеног резултата.
Истраживачи компаније ИБМ и Универзитета у Чикагу објавили су ово достигнуће 30. јула 2026. године, представљајући га као доказ да је квантно рачунарство испунило кључне услове за такозвану „квантну предност“ (Quantum Advantage). То подразумева извршавање задатка који је изван практичног домашаја најбољих класичних метода, уз поуздан начин мерења колико је верно квантно израчунавање заиста изведено.
У раду објављеном на платформи arXiv, научници описују нову архитектуру кодираног квантног кола која им је омогућила да истовремено остваре оба циља. Експеримент представља једну од највећих демонстрација логичког квантног рачунарства до сада, а кола и резултати јавно су објављени и у оквиру пројекта Quantum Advantage Tracker.
Провера резултата била је највећа препрека
Насумично узорковање квантних кола (Random Circuit Sampling – RCS) већ дуго служи као један од главних тестова за утврђивање да ли квантни рачунари могу да надмаше класичне системе. У овом задатку квантни рачунар производи обрасце толико сложене да их класични рачунари не могу ефикасно репродуковати.
Међутим, што прорачун постаје сложенији, то је теже утврдити да ли је квантни рачунар заиста дао исправан резултат. У одређеном тренутку сама провера постаје готово немогућа, осим ако се не направе значајне претпоставке о унутрашњем функционисању система.
Експеримент ИБМ-а и Универзитета у Чикагу покушао је да реши овај проблем увођењем структурисаније алтернативе RCS методи. Истраживачи су математички показали да нови приступ задржава исту сложеност задатка, али истовремено омогућава откривање грешака током самог процеса израчунавања.
„Провера резултата остаје један од највећих изазова у поузданом доказивању експерименталне квантне предности“, изјавио је Бил Феферман, ванредни професор Универзитета у Чикагу.
Према његовим речима, овај експеримент развија технике које омогућавају боље одређивање верности сложених квантних стања у условима присуства шума и грешака, чиме се повећава поверење да квантни рачунар заиста решава рачунски изузетно тежак проблем.
Седамдесет логичких кубита за сузбијање грешака
Истраживачи су извели једну од највећих познатих демонстрација квантне корекције грешака користећи 70 логичких кубита.
Логички кубити представљају начин кодирања квантних информација преко више физичких компоненти како би се прорачуни заштитили од грешака насталих услед шума и нестабилности система.
Током експеримента систем је извео 2.415 логичких двокубитних операција и 468 логичких „Т капија“, што су важни показатељи сложености квантних кола.
Кодирање је смањило ефективну стопу логичких грешака на само десетину стопе физичких грешака, омогућивши да прорачун задржи висок степен тачности упркос великом броју операција.
„Ушли смо у еру квантне предности“
„Сада смо чврсто ушли у еру квантне предности“, изјавио је Џеј Гамбета, директор истраживања у ИБМ-у и носилац звања IBM Fellow.
„Демонстрирали смо квантно израчунавање које је изван практичног домашаја класичних рачунара и које нам, уз статистичку сигурност, омогућава да одредимо доњу границу верности са којом је извршено. Ова прекретница научницима, програмерима и компанијама даје нову основу за поверење у квантне рачунаре док се они развијају ка проблемима који далеко превазилазе оно што је могуће решити класичним методама“, нагласио је он.
Само 15 минута за задатак ван домашаја класичних рачунара
ИБМ-ов квантни рачунар завршио је задатак за приближно 15 минута.
Према проценама истраживача, многе водеће класичне методе симулације захтевале би толико времена за исти прорачун да би њихова примена била практично неизводљива.
Поуздана корекција грешака и могућност провере исправности резултата сматрају се кључним предусловима за развој квантних система већих размера. Комбиновањем изузетно захтевног прорачуна са методом која омогућава процену његове тачности, овај експеримент представља значајан корак ка остварењу тог циља и широј примени квантних рачунара у будућности.
