Google намекает, что их квантовый компьютер может использовать другие вселенные для своих вычислений

Задачка, которая займет у обычного компьютера 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 лет, для квантового — пустяк.

Если вы еще не знаете, то Google недавно объявил о впечатляющих достижениях в области квантовых вычислений. И, как бы между прочим, руководитель проекта Google Quantum AI намекнул, что их квантовый компьютер, возможно, достиг таких высот благодаря вычислениям, проведенным… в другой вселенной.

Согласно заявлению интернет-гиганта, их новый квантовый чип под названием Willow может экспоненциально уменьшить количество ошибок благодаря увеличению числа кубитов. Это огромный шаг вперед, ведь ошибки и декогеренция — главные препятствия на пути квантовых вычислений с самого их зарождения.

Google утверждает, что с помощью Willow квантовые компьютеры становятся всё ближе к «коммерческому применению». Для этого им нужно превзойти обычные компьютеры, и Google заявляет, что Willow это уже может – по крайней мере, в одной конкретной задаче.

«Willow выполнил стандартный тестовый расчет менее чем за пять минут, в то время как одному из самых быстрых суперкомпьютеров на это потребовалось бы 10 септиллионов (10²⁵) лет — число, значительно превышающее возраст Вселенной», — объяснил в пресс-релизе Хартмут Невен, основатель и руководитель Google Quantum AI.

Звучит впечатляюще, правда? И это действительно так, если вам нужен именно этот конкретный ответ, и вы не готовы ждать 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 лет. Проблема в том, что сама задача, которая была поставлена перед компьютером, не особо кому-то нужна.

«Расчет заключался в построении случайного распределения. Результат не имеет практической ценности. Они используют эту задачу, потому что формально доказано (с некоторыми оговорками), что она должна быть сложной для обычного компьютера (из-за большого количества запутывания)», — прокомментировала новость физик и популяризатор науки Сабина Хоссенфельдер.

«Это тот же самый расчет, который они проводили в 2019 году на чипе с примерно 50 кубитами. Если вы не следили за этой историей, то заявления Google о квантовом превосходстве в 2019 году были оспорены IBM практически сразу, а несколько лет спустя другая группа заявила, что выполнила тот же расчет на обычном компьютере за аналогичное время».

Хотя квантовые компьютеры совершенствуются, до их практического применения еще далеко. В этом году Google даже запустил международный конкурс с призом в 5 миллионов долларов за нахождение практического применения для этих машин.

Так что, хотя шаги Google в направлении создания полезных квантовых компьютеров обнадеживают, радоваться пока рано. И уж точно не стоит заявлять, что мы живем в мультивселенной.

Это может показаться странным, но такое предупреждение необходимо из-за странного утверждения, запрятанного в анонсе Google. По словам Невена, тот факт, что компьютер может выполнить подобный расчет, «подкрепляет идею о том, что квантовые вычисления происходят во многих параллельных вселенных, в соответствии с концепцией мультивселенной, впервые предложенной Дэвидом Дойчем».

Другими словами, руководитель целого отдела квантовых вычислений Google считает, что работа, возможно, выполняется в другой ветви мультивселенной, как в многомировой интерпретации квантовой механики.

Квантовые компьютеры используют квантовую механику для решения задач, слишком сложных для обычных компьютеров и даже суперкомпьютеров – по крайней мере, теоретически. В то время как классические компьютеры используют логические ворота для вычислений и два состояния (1 и 0) для представления информации, квантовые компьютеры вероятностны и основаны на корпускулярно-волновом дуализме материи.

«Квантовые компьютеры используют изменения в квантовых состояниях атомов, ионов, электронов или фотонов. Они связывают, или запутывают, несколько квантовых частиц так, что изменения в одной влияют на все остальные», — объясняет Сорин Адам Матей, заместитель декана по исследованиям в Университете Пердью

«Затем они создают интерференционные картины, подобно тому, как несколько камней, брошенных в пруд одновременно, создают волны. Некоторые волны складываются, создавая более высокие гребни, в то время как другие гасят друг друга. Тщательно калиброванные интерференционные картины направляют квантовый компьютер к решению задачи».

Поскольку квантовые компьютеры основаны на суперпозиции, где частицы находятся во многих состояниях до момента измерения, это может привести к абсурдным выводам, в зависимости от вашей любимой интерпретации квантовой механики.

В копенгагенской интерпретации частицы действительно находятся во всех этих состояниях до измерения. В теориях скрытых переменных (гораздо менее популярных, чем стандартная интерпретация) волновая функция — это математическое описание того, что мы наблюдаем, и нам не хватает чего-то фундаментального.

Затем есть многомировая интерпретация, где существует только волновая функция, и вся вселенная находится в суперпозиции. При наблюдении нет коллапса, а есть ветвление миров.

Интуитивно можно подумать, что эта идея, безусловно, маргинальная, противоречит принципам работы квантовых компьютеров. Но в концепции, на которую ссылается Невен, Дойч предположил, что они работают через «квантовый параллелизм». В этой концепции интерференция, используемая в квантовых компьютерах, происходит во всех вселенных (результат того, что волновая функция на самом деле не коллапсирует), обеспечивая большую вероятность желаемого результата при измерении.

Хотя некоторые, включая Макса Тегмарка, предполагали, что работающие квантовые компьютеры докажут существование мультивселенной, это очень преждевременное заключение. Квантовые компьютеры основаны на квантовой механике, а не на какой-либо конкретной ее интерпретации, насколько нам известно. Они работают в рамках копенгагенской интерпретации и возможны в теориях скрытых переменных.

Хотя то, что Google сделал с квантовыми компьютерами, довольно впечатляет, до практического применения еще далеко, и это никоим образом не доказывает, что вычисления проводились не только в нашей Вселенной, но и во множестве других.