IBM научилась верифицировать квантовые расчёты без суперкомпьютера

IBM в двух совместных исследованиях с компаниями Qedma и Algorithmiq представила методы проверки результатов квантовых вычислений без полного классического пересчёта. Один метод применяли на процессоре IBM Quantum Heron для моделирования квантовых материалов, второй — для статистической верификации выводов.

В работе с Qedma команда использовала технологию подавления ошибок на процессоре Heron при моделировании поведения квантовых материалов. По данным IBM, вычисление решило задачу, которую уже нельзя было надёжно воспроизвести современными классическими методами, включая расчёты на суперкомпьютере Fugaku. Исследователи отмечают, что цель подхода — получить результаты, которым можно доверять несмотря на ошибки квантового оборудования.

Во второй работе совместно с Algorithmiq предложены статистические тесты и независимые контрольные процедуры для верификации вычислений. Эти методы позволяют оценить вероятность ошибочного вывода и степень доверия к результату без полного классического пересчёта ответа.

Технически подход с подавлением ошибок включает методы коррекции и смягчения влияния шумов аппаратуры, что даёт возможность извлечь физически значимую информацию при ограниченной точности кубитов. Метод верификации опирается на статистические критерии и дополнительные независимые измерения для выявления и ограничения вероятности ошибочного вывода.

IBM называет представленные работы переходом к концепции ‘Trusted Quantum Computation’. Компания указывает, что такие методы необходимы для задач в материаловедении, химии и фармацевтике, где вычисления часто выходят за пределы возможностей классических машин.

Авторы исследований отмечают, что текущие результаты относятся к первым научным тестовым сценариям; дальнейшие этапы работы включают масштабирование подходов и проверку их применимости для разных типов задач и архитектур квантовых процессоров.