Истражувачкиот тим на Google Quantum AI објави во списанието Science на 15 октомври дека успешно го демонстрираше процесот наречен одгледување на магични состојби на својот најнов квантен процесор Willow. Овој експеримент ја намали стапката на грешки за дури 40 пати при генерирањето на специјалните квантни состојби неопходни за универзално пресметување. Наодот претставува прва реална хардверска потврда на теоријата поставена уште во 2004 година, отворајќи директен пат кон практични машини отпорни на грешки.

Квантните компјутери користат кубити кои поради својата чувствителност лесно прават грешки под влијание на надворешни пречки како топлина или електромагнетен шум. За да работат прецизно, научниците користат алгоритми за корекција на грешки, претворајќи повеќе физички кубити во еден стабилен логички кубит.

Сепак, овие заштитени состојби се ограничени и не можат самостојно да ги изведат сите математички операции потребни за сложени пресметки. За да се постигне универзално квантно пресметување, неопходно е да се внесат таканаречени магични состојби (magic states). Теоретскиот концепт за нивно прочистување го дефинираа физичарите Сергеј Бравеј и Алексеј Китаев во 2004 година, но нивното добивање во пракса досега значеше трошење на огромен процент од хардверските ресурси.

Експериментот изведен на процесорот Willow покажа дека протоколот за одгледување успева да синтетизира чисти магични состојби со 40 пати помала стапка на грешки во споредба со почетните сурови состојби. Ова директно го намалува таканаречениот квантен отпад, односно потребата илјадници кубити да работат само за филтрирање на шум наместо да пресметуваат корисни податоци.

За светските лаборатории ова значи драстично намалување на трошоците и физичката големина на идните квантни суперкомпјутери. Наместо системи со милиони физички кубити за извршување на една практична задача, поефикасната дестилација на магичните состојби овозможува помали и побрзо остварливи хардверски решенија.

Реалната примена на вакви машини директно ќе влијае врз дизајнирањето нови материјали, симулацијата на молекули за лекови и редефинирањето на криптографските стандарди што ги користат банките и јавната администрација.

Google со ова покажа дека падот на стапката на грешки под критичниот праг е изводлив во реална лабораторија, што го позиционира процесорот Willow меѓу водечките светски хардверски платформи во трката за отпорност на квантни грешки.