Обычный ноутбук впервые смог «догнать» квантовый компьютер
Science: задача моделирования динамики запутанных кубитов решена на ноутбуке
В 2025 году квантовый компьютер компании D-Wave решил задачу моделирования динамики сотен запутанных кубитов и в компании заявили, что ни один классический компьютер с этим не справится. Ученые из Центра вычислительной квантовой физики Института Флэтайрон в Нью-Йорке решили проверить это утверждение. Результат опубликован в журнале Science: задача была решена на обычном ноутбуке.
Главным инструментом стали тензорные сети — математическая структура, которая сжимает волновую функцию квантовой системы примерно так же, как zip-архив сжимает данные. Волновая функция сотен взаимодействующих кубитов экспоненциально растет с добавлением каждой новой частицы — ее невозможно напрямую хранить в памяти компьютера. Тензорные сети представляют эту систему в виде таблиц чисел, связанных между собой, что делает расчеты принципиально осуществимыми.
Первые вычисления Джозеф Тиндалл, ведущий автор работы, провел на личном ноутбуке с помощью библиотеки ITensor. Несмотря на скромное железо, точность результатов совпала с теоретическими предсказаниями и с данными квантового компьютера.
Ключевую роль сыграл алгоритм уверенного распространения (belief propagation), разработанный в 1980-х годах для задач искусственного интеллекта и адаптированный для трехмерных квантовых систем. Прежние методы симуляции к таким системам попросту не применялись — они оказывались слишком большими.
Авторы подчеркивают: классические и квантовые вычисления не конкурируют, а взаимно вдохновляют друг друга. Классические симуляции помогают понять пределы квантовых машин, а прогресс квантового железа подталкивает к новым алгоритмам для обычных компьютеров. Следующая цель — задачи с подвижными электронами, напрямую описывающие реальные квантовые материалы.
Science
