Если вы пропустили, в понедельник компания Google объявила о весьма впечатляющих достижениях в области квантовых вычислений. В заявлении руководителя проекта Google Quantum AI скрывалась интригующая мысль: возможно, их квантовый компьютер достиг этих результатов с помощью вычислений, выполненных в другой Вселенной.
Согласно заявлению интернет-гиганта, их новый квантовый чип под названием Willow может экспоненциально снижать уровень ошибок при увеличении числа кубитов. Это значительный шаг вперёд, поскольку ошибки и декогеренция остаются основными проблемами квантовых вычислений с момента их появления.
Google утверждает, что с этим чипом они приближаются к созданию квантовых компьютеров, имеющих «коммерческую ценность». Для этого квантовые компьютеры должны превосходить традиционные по производительности, и, по словам Google, им это удалось – хотя бы в одной конкретной задаче.
«Чип Willow выполнил стандартный тестовый расчёт менее чем за пять минут. Для выполнения этой задачи одному из самых быстрых суперкомпьютеров сегодня потребовалось бы 10 септиллионов лет (1025) – число, которое значительно превышает возраст Вселенной», – объяснил в пресс-релизе Хартмут Невен (Hartmut Neven), основатель и руководитель Google Quantum AI.
И хотя это звучит впечатляюще – и действительно так, если вы хотите получить конкретный результат, не ожидая 10,000,000,000,000,000,000,000,000 лет, – проблема заключается в том, что сама задача не имеет практической ценности.
«Данный расчёт представляет собой генерацию случайного распределения. Его результат не имеет практического применения. Эту задачу выбирают, поскольку формально доказано (с некоторыми техническими оговорками), что выполнить её на обычном компьютере крайне сложно из-за высокого уровня запутанности», – прокомментировала новость в соцсети X (ранее Twitter) физик и популяризатор науки Сабина Хоссенфельдер (Sabine Hossenfelder).
«Это тот же самый расчёт, который они провели в 2019 году на чипе с 50 кубитами. Если вы не следили за этим, заявление Google о «квантовом превосходстве» в 2019 году было сразу поставлено под сомнение IBM, а спустя несколько лет группа учёных повторила этот расчёт на традиционном компьютере за сопоставимое время.»
Несмотря на улучшения, квантовые компьютеры остаются далёкими от практического применения. В этом году Google даже запустил глобальный конкурс с призовым фондом в $5 млн за нахождение реального применения для квантовых технологий.
Таким образом, хотя шаги Google в сторону полезных квантовых компьютеров вдохновляют, пока ещё рано сильно радоваться. И уж точно не стоит утверждать, что мы живём в мультивселенной.
Это может показаться странным, но подобное заявление связано с необычным утверждением, спрятанным в объявлении Google. Согласно словам Невена, тот факт, что компьютер способен выполнить такие вычисления, «подтверждает идею, что квантовые вычисления происходят в нескольких параллельных вселенных, что согласуется с предсказаниями о мультивселенной, впервые высказанными Дэвидом Дойчем (David Deutsch)».
Иными словами, руководитель отдела квантовых вычислений Google полагает, что расчёты могли быть выполнены в другой ветви мультивселенной, как предполагает интерпретация «Множества миров» в квантовой механике.
Квантовые компьютеры используют принципы квантовой механики для решения задач, которые слишком сложны для традиционных или даже суперкомпьютеров – по крайней мере, в теории. В отличие от классических компьютеров, использующих биты (0 и 1), квантовые компьютеры полагаются на вероятностную природу материи.
«Квантовые компьютеры используют изменения квантовых состояний атомов, ионов, электронов или фотонов. Они связывают, или запутывают, несколько квантовых частиц, так что изменения одной влияют на все остальные», – объясняет в статье для The Conversation Сорин Адам Мате (Sorin Adam Matei), заместитель декана по исследованиям Университета Пердью.
«Далее они создают интерференционные узоры, подобные волнам от нескольких камней, брошенных в пруд одновременно. Некоторые волны усиливают друг друга, в то время как другие взаимно гасятся. Эти точно откалиброванные узоры направляют квантовый компьютер к решению задачи.»
Поскольку квантовые компьютеры используют суперпозицию, при которой частицы находятся одновременно в нескольких состояниях до измерения, это может приводить к различным толкованиям квантовой механики.
В Копенгагенской интерпретации частицы действительно находятся во всех состояниях до измерения. В теориях скрытых переменных (гораздо менее популярных, чем стандартная интерпретация) волновая функция представляет собой математическое описание того, что мы наблюдаем, и нам не хватает чего-то фундаментального.
А интерпретация «Множества миров» предполагает, что существует только волновая функция, а вся Вселенная находится в суперпозиции. Во время наблюдения происходит не коллапс, а ветвление миров.
На первый взгляд может показаться, что такая концепция, являющаяся маргинальной, противоречит квантовым компьютерам. Но согласно идее Дойча, на которую ссылается Невен, они работают благодаря «квантовому параллелизму». Интерференция, используемая квантовыми компьютерами, происходит между вселенными, что обеспечивает более вероятный результат при измерении.
Некоторые учёные, включая Макса Тегмарка (Max Tegmark), предполагали, что работающие квантовые компьютеры могут доказать существование мультивселенной. Однако это пока преждевременное заключение. Квантовые компьютеры основаны на квантовой механике, но не на какой-либо конкретной её интерпретации. Они работают как в рамках Копенгагенской интерпретации, так и в теориях скрытых переменных.
Несмотря на все достижения Google в квантовых вычислениях, они остаются далёкими от практического применения. И это точно не доказательство того, что расчёты проводились через множество вселенных.
