Calculatorul cuantic IBM a rezolvat în 15 minute o problemă aproape imposibilă pentru sistemele clasice. Pragul important depășit de cercetători

Un computer cuantic IBM a finalizat în aproximativ 15 minute un calcul pe care cele mai performante metode clasice cunoscute nu îl pot reproduce într-un interval practic de timp. Experimentul, realizat de IBM împreună cu cercetători de la University of Chicago, folosește 70 de qubiți logici și, poate și mai important, oferă o metodă prin care oamenii de știință pot estima cât de multă încredere pot avea în rezultat. Potrivit comunicatului oficial IBM, compania consideră experimentul o demonstrație a ceea ce numește „avantaj cuantic”.

Rezultatele au fost descrise și în lucrarea științifică „Sampling hard circuits with verifiably high fidelity”, publicată de cercetători pe arXiv. Experimentul nu înseamnă că un calculator cuantic poate înlocui de mâine un supercomputer sau laptopul de acasă. Problema rezolvată a fost construită special pentru a testa limitele calculului cuantic și ale simulării clasice. Totuși, rezultatul atacă două dintre cele mai dificile obstacole ale domeniului: erorile qubiților și verificarea unui rezultat pe care un calculator clasic nu îl mai poate calcula independent.

70 de qubiți logici și o rată a erorilor redusă de zece ori

Qubiții sunt extrem de sensibili la zgomot și la perturbări, motiv pentru care simpla creștere a numărului lor nu este suficientă pentru construirea unor computere cuantice cu adevărat funcționale. O operație greșită poate compromite întregul calcul, iar corectarea erorilor a devenit una dintre cele mai importante direcții de cercetare.

În noul experiment, echipa a folosit 97 de qubiți fizici pentru a codifica o operație realizată cu 70 de qubiți logici. Qubiții logici sunt construiți astfel încât informația să poată fi protejată mai bine împotriva erorilor hardware. Cercetătorii au executat 2.415 operații logice între câte doi qubiți și 468 de operații de tip „T gate”, folosite pentru circuite cuantice mai complexe.

Vezi și:

Ce sunt gropile misterioase apărute pe Calea Crângași. Răspunsul lui Ciprian Ciucu a stârnit reacții: „Și eu credeam la fel”

Strategia de codare a redus rata efectivă a erorilor logice de aproximativ zece ori în comparație cu rata erorilor fizice, după filtrarea rezultatelor pe baza informațiilor furnizate de cod. Cercetătorii au stabilit și o limită inferioară de fidelitate de 0,284, cu un nivel de încredere statistică de 95%.

Este un detaliu important deoarece progresul calculatoarelor cuantice nu mai este măsurat doar prin numărul brut de qubiți. IBM, Google și alte companii încearcă acum să construiască qubiți logici suficient de stabili pentru calcule lungi și complicate. În trecut, IBM prezenta sisteme cuantice cu zeci de qubiți fizici, însă industria se concentrează tot mai mult pe calitatea operațiilor și pe corectarea erorilor.

De ce este atât de greu să verifici un computer cuantic

Experimentul are la bază o problemă apropiată de ceea ce cercetătorii numesc random circuit sampling. Simplificat, calculatorul cuantic trebuie să producă rezultate ale unui circuit atât de complicat încât simularea exactă a acestuia pe un sistem clasic devine extrem de costisitoare.

Vezi și:

Superconductivitatea ar putea rezolva una dintre marile probleme ale computerelor cuantice: electronica de control ar putea ajunge lângă qubiți

De la Anthropic și IBM la Google și Microsoft, AI-ul iese din prezentări și intră în probleme reale de business: cine vine la București pentru NEXXT AI Summit 2026

Aici apare însă un paradox. Dacă problema este suficient de dificilă încât un supercomputer clasic să nu o mai poată reproduce, cum poți demonstra că rezultatul calculatorului cuantic este corect?

Aceasta este una dintre principalele controverse din jurul demonstrațiilor de „supremație” sau avantaj cuantic. Metode clasice noi pot apărea după un experiment și pot reduce enorm timpul necesar simulării, lucru care s-a întâmplat deja în trecut. Playtech a scris inclusiv despre situații în care algoritmi clasici rulați pe hardware obișnuit au redus avantajul aparent al unor calcule cuantice.

IBM și University of Chicago au încercat să rezolve problema prin introducerea unei structuri speciale în circuit. Aceasta păstrează dificultatea calculelor pentru sistemele clasice, dar permite în același timp detectarea unor erori în timpul experimentului și estimarea fidelității rezultatului.

Bill Fefferman, profesor asociat la University of Chicago și unul dintre cercetătorii implicați, spune că verificarea rămâne unul dintre cele mai mari obstacole în demonstrarea convingătoare a avantajului cuantic. Noua metodă permite o caracterizare mai bună a fidelității unor stări cuantice complexe chiar și în prezența zgomotului.

Ce înseamnă, de fapt, cele 15 minute

IBM spune că sistemul său a terminat calculul în aproximativ 15 minute, în timp ce mai multe dintre cele mai bune metode clasice de simulare ar avea nevoie de un timp prohibitiv pentru aceeași sarcină. Asta nu înseamnă însă că un computer cuantic IBM este acum mai rapid decât orice supercomputer pentru orice problemă.

Demonstrația este una foarte specifică. Nu vorbim despre procesarea unui videoclip, antrenarea unui model AI, efectuarea unor calcule bancare sau rularea unui program obișnuit. Avantajul apare pentru o categorie de circuite cuantice concepute tocmai pentru a deveni extrem de dificil de simulat clasic.

Miza pe termen lung este mult mai mare. Dacă tehnicile de corectare și verificare pot fi extinse, calculatoarele cuantice ar putea deveni utile pentru simularea materialelor, chimie, dezvoltarea de medicamente sau alte probleme în care numărul posibilităților crește prea rapid pentru sistemele clasice. În acest sens, cercetătorii au început deja să confrunte predicțiile computerelor cuantice cu experimente realizate în lumea reală.

IBM merge până la a susține că industria a intrat deja în „era avantajului cuantic”. Afirmația trebuie însă privită în context: demonstrația arată un avantaj pentru o problemă specializată, nu existența unui calculator cuantic universal capabil să depășească sistemele clasice în sarcinile cotidiene.

Totuși, combinația dintre 70 de qubiți logici, reducerea erorilor și posibilitatea de a verifica statistic un calcul prea complicat pentru metodele clasice reprezintă un pas important. Iar cele 15 minute sunt, în acest caz, mai puțin spectaculoase decât ceea ce se ascunde în spatele lor: un computer cuantic care începe nu doar să rezolve probleme extrem de dificile, ci și să ofere dovezi că rezultatele sale pot fi de încredere.