Квантовый компьютер IBM Heron R3 справился с задачей, перед которой отступил классический метод. Речь о поиске основного состояния — самого низкого энергетического уровня системы из 49 квантовых битов.
Классический метод SCI (selected configuration interaction) перебирает варианты, но на этой задаче он не нашёл правильный ответ. Квантовый алгоритм, основанный на выборке и диагонализации Крылова, справился. Для этого не потребовалось решать уравнение Шрёдингера целиком — алгоритм строил приближение шаг за шагом, как человек, который ищет путь в тумане, делая короткие шаги и проверяя направление.
Классические итерационные решатели, настроенные именно на эту конструкцию, всё же могут найти решение. Но стандартный SCI — нет. Это первый случай, когда квантовый алгоритм на реальном железе обошёл классический для задачи энергии основного состояния.
Этот эксперимент не только показывает преимущество квантовых вычислений, но и даёт надежду на решение реальных задач химии, где точный расчёт энергии молекул — ключ к новым материалам и лекарствам.
49 кубитов могут находиться в состоянии, которое описывается вектором в пространстве размерностью $2^{49}$ — это число больше, чем количество атомов в видимой Вселенной.
В рассказе Грега Игана «Квантовый вор» квантовые компьютеры взламывают любые шифры, используя подобные алгоритмы поиска.