Google зуміла зменшити кількість помилок у квантових обчисленнях у 40 разів.

Фахівці з команди Google Quantum AI представили методику вирощування "магічних" станів на квантовому процесорі Willow, досягнувши зниження кількості помилок приблизно в 40 разів у порівнянні з традиційними способами їх створення. Результати їхньої роботи були опубліковані в науковому журналі Science.

Розробка допомагає подолати одну з головних перешкод для масштабування квантових комп'ютерів, яким потрібні ресурси для виконання складних обчислень із корекцією помилок.

Як Google впоралася з однією з ключових труднощів у сфері квантових обчислень.

"Магічні" квантові стани представляють собою унікальні квантові конфігурації, які є критично важливими для проведення універсальних квантових обчислень. Вони дозволяють виконувати операції, що перевищують можливості звичайного набору квантових вентилів. Однак, існує проблема: для генерації високоякісних станів з виправленням помилок потрібні істотні обчислювальні потужності.

Згідно з певними оцінками, до 95% загальної потужності квантового комп'ютера може йти на підготовку, залишаючи лише невелику частину ресурсів для фактичного виконання завдань. Крім того, "магічний" стан, який використовується, не підлягає повторному використанню.

Команда Google Quantum AI почала вивчати цю задачу у 2024 році. Дослідники Крейг Ґідні, Ноа Шатті та Коді Джонс вдосконалили концепцію "вирощування магічних станів" – метод, що дозволяє отримувати більш якісні квантові стани через виконання ряду координованих вимірювань.

Процес функціонує як фільтрувальний механізм: науковці вводять початковий стан з шумом у обмежену область квантового чипа, проводять перевірку на наявність помилок та відсіюють невдалі варіанти. Внаслідок цього утворюється очищений стан з меншим рівнем помилок, який можна використовувати для формування більш складного квантового коду.

Однак, реалізація методу на практиці вимагала впровадження додаткових інженерних рішень. Наприклад, дослідниця з Google Quantum AI, Емма Розенфельд, виявила, що результати перших експериментів зазнавали спотворення через помилкові припущення в методології вимірювань. На результати також впливали низькочастотні шуми, які виникали внаслідок коливань температури та функціонування електронних пристроїв.

Команда модернізувала свої методи управління системою та впровадила нову методологію для оцінки результатів, застосовуючи сам процес формування "магічних" станів як інструмент для визначення його точності.

Результати експерименту та зв'язок із квантовою загрозою для криптовалют

На процесорі Willow дослідники досягли 40-кратного зменшення кількості помилок порівняно зі станами, створеними без використання методу cultivation. Крім того, команда отримала стани типу T із рекордною логічною точністю 99,99%.

Дослідники також продемонстрували сумісність методу з архітектурою квантового процесора. Вони успішно перенесли очищені стани між двома типами квантових кодів із корекцією помилок - колірним кодом (color code) та поверхневим кодом (surface code). Це важливий крок для інтеграції методу в складніші квантові системи.

Водночас представники Google підкреслили, що технологію необхідно ще вдосконалити, перш ніж вона стане придатною для реальних квантових обчислень. Хоча були досягнуті певні успіхи, існують технічні виклики, зокрема проблеми з витоком станів кубітів за межі обчислювального середовища та необхідність підвищення точності виконання операцій.

Висновки цього дослідження є важливими для обговорення можливого впливу квантових обчислень на сферу криптовалют. У березні 2026 року Google Quantum AI вже зафіксувала, що нові квантові комп'ютери здатні зламувати криптографічні системи значно швидше, ніж передбачалося раніше. Це викликало підвищений інтерес до впровадження постквантової криптографії (PQC).

У травні голова досліджень Galaxy Digital Алекс Торн зазначав, що ризик квантових атак на ранні біткоїни, які пов'язують із Сатоші Накамото, залишається обмеженим і довгостроковим. За його словами, ці активи розподілені приблизно між 22 000 адресами по 50 BTC, що ускладнює потенційну атаку.

У звіті Project Eleven під назвою "Квантова загроза для блокчейнів - 2026" основною датою, відзначеною як Q-Day — час, коли квантовий комп'ютер зможе порушити сучасні криптографічні системи, — визначено 2033 рік. Оптимістичний прогноз вказує на 2042 рік, тоді як найпесимістичніший сценарій передбачає, що це станеться вже у 2030 році.

Одночасно, розробник Ethereum Джастін Дрейк висловив свою думку щодо імовірності настання Q-Day до 2032 року, оцінюючи її в 50%.

Окрім того, Microsoft активізувала свою ініціативу Quantum Safe Program, маючи на меті завершити основний перехід до постквантової криптографії до 2029 року. Пізніше дослідник з StarkWare Авіху Леві повідомив про успішне виконання першої квантово стійкої транзакції в мережі біткоїна без будь-яких змін у протоколі.