Інженери Google Quantum AI показали, як новий спосіб обробки квантових станів дозволяє впоратися з одним із найболючіших місць квантових обчислень — надмірною кількістю помилок. Завдяки методу, який назвали вирощуванням «магічних» станів (magic state cultivation), на процесорі Willow вдалося зменшити рівень похибок приблизно у 40 разів порівняно зі стандартним способом формування таких станів. Опис експерименту опублікували в журналі Science.

Отриманий результат наближає компанію до розв'язання одного з головних обмежень на шляху масштабування квантових машин — браку обчислювальних ресурсів, потрібних для коректної роботи з помилками.

У чому полягала перешкода і як її намагалися обійти

«Магічні» стани — це специфічні квантові конфігурації, без яких неможливі повноцінні універсальні обчислення, зокрема операції, недоступні для базового набору квантових вентилів. Складність у тому, що формування якісних, очищених від помилок станів потребує величезних обчислювальних витрат.

За окремими оцінками, саме на цю задачу може йти до 95% усієї продуктивності квантового комп'ютера, а на реальні завдання лишається лише невелика частка потужностей. До того ж вже використаний «магічний» стан повторно застосувати не вдається.

У Google Quantum AI над цією проблемою працюють із 2024 року. Науковці Крейг Ґідні, Ноа Шатті та Коді Джонс розвинули саму концепцію magic state cultivation — підхід, що дозволяє отримувати більш якісні квантові стани через низку узгоджених вимірювань.

Процедура нагадує роботу фільтра: у невелику ділянку квантового чипа подається вихідний «зашумлений» стан, далі його перевіряють на помилки, а невдалі спроби просто відкидають. Таким чином отримують очищений стан зі зниженим рівнем похибок, який потім можна масштабувати до більшого квантового коду.

Утім запровадити метод на практиці виявилося непросто. Дослідниця Google Quantum AI Емма Розенфельд з'ясувала, що перші експериментальні дані були викривлені через хибне припущення в самій методиці вимірювань — на них впливали низькочастотні шуми, спричинені температурними коливаннями та роботою електронного обладнання.

Команда переглянула підходи до керування системою й розробила окрему методику перевірки отриманих результатів, спираючись на сам процес вирощування «магічних» станів для оцінки його власної точності.

Що показав експеримент і до чого тут криптовалюти

На чипі Willow науковцям вдалося домогтися 40-кратного зменшення кількості помилок порівняно зі станами, отриманими без застосування методу cultivation. Також команда зафіксувала рекордну логічну точність 99,99% для станів типу T.

Крім того, дослідники перевірили сумісність нового підходу з архітектурою процесора, успішно перенісши очищені стани між двома різними типами кодів корекції помилок — колірним кодом (color code) та поверхневим кодом (surface code). Це вважають суттєвим кроком до впровадження методу в більш складні квантові системи.

У Google водночас підкреслюють, що перед практичним застосуванням технологію ще доведеться масштабувати. Лишаються і технічні труднощі — зокрема витік станів кубітів за межі обчислювального простору та потреба підвищувати точність операцій.

Ці результати мають значення й для дискусії щодо впливу квантових обчислень на криптовалютну галузь. Наприкінці березня 2026 року Google Quantum AI вже попереджала, що майбутні квантові комп'ютери можуть навчитися зламувати криптографічні системи швидше, ніж очікувалося раніше, що підсилило увагу до переходу на постквантову криптографію (PQC).

У травні голова досліджень Galaxy Digital Алекс Торн зазначав, що ризик квантових атак на ранні біткоїни, пов'язані з іменем Сатоші Накамото, залишається обмеженим і розтягнутим у часі.

ці активи розподілені приблизно між 22 000 адресами по 50 BTC, що ускладнює потенційну атаку

Алекс Торн, голова досліджень Galaxy Digital

У звіті Project Eleven The Quantum Threat to Blockchains — 2026 базовим орієнтиром так званого Q-Day — моменту, коли квантовий комп'ютер зможе зламати сучасну криптографію, — назвали 2033 рік. Оптимістичний сценарій відсуває цю подію до 2042 року, а найагресивніший прогноз вказує на 2030-й.

Розробник Ethereum Джастін Дрейк зі свого боку оцінив імовірність настання Q-Day до 2032 року у 50%.

Також Microsoft пришвидшила власну програму Quantum Safe Program, маючи намір завершити основний перехід на постквантову криптографію до 2029 року. А згодом дослідник StarkWare Авіху Леві повідомив про першу успішну квантово стійку транзакцію в мережі біткоїна, проведену без будь-яких змін на рівні протоколу.