Команда Google Quantum AI объявила о значительном прорыве в квантовых вычислениях — они успешно применили метод magic state cultivation, который позволил снизить ошибки на их процессоре Willow примерно в 40 раз. Magic states — это одноразовые квантовые ресурсы, необходимые для выполнения сложных операций, и по оценкам, на их изготовление может уходить до 95% от общего ресурса квантового компьютера.
Ранее подобная коррекция ошибок требовала огромных «фабрик» из квбитов, занимающихся очисткой таких состояний методом distillation. Новый подход Google работает как фильтр: он пропускает грубое magic state через серию проверок на маленьком участке чипа, отбраковывая все дефектные кандидаты и постепенно улучшая качество оставшихся. В ходе эксперимента команда добилась рекордной точности — 99,99% fidelity для T-состояний.
Этот прогресс важен не только для физики, но и для практических приложений, включая разработку новых материалов и алгоритмов, а также для оценки безопасности современных криптосистем. Например, по прогнозам Google, благодаря magic state cultivation можно существенно сократить число необходимых квбитов для взлома RSA-2048 — с 20 миллионов в 2019 году до менее миллиона к 2025 году.
В текущем эксперименте использовалась лишь часть квбитов Willow — 54 из 105 — и для реального взлома нужны будут состояния с ошибками гораздо ниже, примерно один на 10 миллиардов. Тем не менее команда планирует масштабировать метод и снижать уровень шума в оборудовании, чтобы приблизиться к этим требованиям и расширить возможности квантовых машин.