Раптовий виклик квантовій перевазі. Фізики з Центру обчислювальної квантової фізики Інституту Флатірон при Фонді Саймонса разом із колегами з Бостонського університету довели, що завдання, яке раніше вважали непідвладним класичним комп'ютерам, піддається симуляції на звичайній машині — і навіть на ноутбуці.
Суперечка почалася в березні 2025 року, коли група дослідників опублікувала в журналі Science революційну заяву: їм вдалося змоделювати поведінку складної квантової системи на квантовому комп'ютері, і це нібито неможливо повторити класичними засобами. Джозеф Тіндалл, вчений із Флатірона, почувши таке твердження, скептично підняв брову. Він і його колеги вирішили перевірити, чи справді завдання нерозв'язне.
У центрі дослідження — моделювання систем із сотень взаємодіючих кубітів, розташованих у квадратних, кубічних та інших регулярних решітках. Саме це завдання опоненти назвали неможливим для класичних обчислень — нібито знадобляться десятки тисяч років безперервного розрахунку.
Рішення знайшлося в тензорних мережах — математичному інструменті, який буквально «стискає» величезну хвильову функцію квантової системи, як архів ZIP стискає файли. Це радикально скорочує обсяг інформації, яку потрібно обробляти. Тіндалл виконав первинні розрахунки на ноутбуці, використовуючи бібліотеку ITensor, розроблену його ж колегами в Центрі. Результат вразив: завдання, над яким квантовий комп'ютер працював годинами, класичний ноутбук вирішив за 30 хвилин. На деяких ноутбуках розрахунки зайняли до двох годин і вимагали всього 40 мегабайт оперативної пам'яті — це менше, ніж обсяг простого відео в соціальних мережах.
Ключовий прийом — адаптований алгоритм поширення довіри (belief propagation), що сягає корінням 1980-х років. Тіндалл і його команда переробили цей старий метод під квантові системи, зумівши витягти з нього потенціал, який ніхто не бачив десятиліттями. Підхід дешевший і швидший за альтернативні методи, хоч і трохи менш точний — але прийнятно точний для практичних завдань.
Що особливо вражає: результати збіглися не тільки з теоретичними прогнозами, але й з даними, отриманими на реальному квантовому комп'ютері. Точність досягла рівня, який класичній науці здавався недосяжним. Це означає, що квантова перевага в цьому завданні — або дуже вузька, або її просто немає.
Вчені наголошують на головному висновку: класичні та квантові обчислення — не вороги, а союзники. Класичні симуляції допомагають викрити перебільшені претензії на квантову перевагу та краще зрозуміти, для чого квантові пристрої справді корисні. Одночасно кожен прорив у квантовому «залізі» надихає розробників на нові класичні методи й алгоритми.
Тепер команда Тіндалла переходить до складнішого виклику: моделювання електронів, здатних переміщатися між вузлами решітки. Ці системи ще більш заплутані та ближчі до реальних квантових матеріалів — магнітів, надпровідників, екзотичних речовин, які фізики хочуть синтезувати та зрозуміти. Дослідження показує, що межа між класичним та квантовим світом є більш розмитою, ніж здавалося, і обидва підходи нададуть один одному допомогу на шляху до справжніх проривів.
