Google заявила, что чип Willow снижает ошибки в магическом состоянии примерно в 40 раз

Команда Google Quantum AI опубликовала статью в журнале Science, объявив о технологии, называемой культивацией магических состояний (magic state cultivation), которая снижает количество ошибок примерно в 40 раз на процессоре Willow, достигая логической достоверности 99.99% для T-состояний. Магическое состояние является одноразовым ресурсом, необходимым для выполнения полезных квантовых программ, и каждый раз при использовании оно Расходы ется; по оценкам, приведенным Google, стоимость производства магических состояний может составлять до 95% от общей емкости квантового компьютера, оставляя очень ограниченное пространство для фактических вычислений.

Ранее стандартным решением была дистилляция магических состояний, предложенная физиками Сергеем Бравиным и Алексеем Китаевым в 2004 году, которая требовала большого количества квантовых битов, предназначенных исключительно для этой задачи. Исследователи Google в 2024 году предложили более дешевый путь культивации, который больше похож на фильтр: грубые магические состояния вводятся в небольшую область чипа, где они проходят серию проверок, отсекая все попытки с обнаруженными дефектами и позволяя успешным попыткам постепенно увеличиваться. В эксперименте лишь около 8% попыток проходят все проверки, то есть для сохранения одного чистого состояния необходимо отбросить более 90% попыток.

Технология культивации является одной из оценок Гидни в 2025 году, согласно которой шифр RSA-2048 может быть взломан менее чем миллионом шумовых квантовых битов, что на 20 раз меньше, чем оценка в 20 миллионов в 2019 году. В этом эксперименте использовалось максимум 54 из 105 квантовых битов Willow, и в статье указывается, что для разложения ключа RSA-2048 требуется магическое состояние с ошибкой около одной миллиардной, что чистее примерно в миллион раз, чем достигнутый результат.