Mae Google wedi nodi cyn ac ar ôl ym maes cyfrifiadura cwantwm gyda chyflwyniad Willow, ei sglodion cwantwm arloesol sy'n addo chwyldroi'r dechnoleg hon. Dim ond ychydig gentimetrau o ran maint, mae'r prosesydd hwn yn gallu gwneud cyfrifiadau mewn dim ond pum munud a fyddai'n cymryd mwy o amser i'r uwchgyfrifiaduron mwyaf datblygedig nag oedran amcangyfrifedig y bydysawd. Hyn i gyd, diolch i gyfuniad o pŵer cyfrifiadurol digynsail a datblygiadau sylweddol mewn cywiro gwall cwantwm.
Mae'r datblygiad hwn nid yn unig yn dangos ymrwymiad Google i gyfrifiadura cwantwm, ond mae hefyd yn amlygu sut mae'r dechnoleg hon yn symud yn agosach at Cymwysiadau ymarferol a allai ddatrys problemau cymhleth mewn meysydd fel meddygaeth, cemeg a deallusrwydd artiffisial.
Naid cwantwm i gywiro gwall
Un o'r prif rwystrau i gyfrifiadura cwantwm hyd yma fu tueddiad uchel qubits (yr unedau data sylfaenol mewn systemau cwantwm) i gamgymeriadau oherwydd ffactorau megis sŵn, newidiadau tymheredd neu ymbelydredd. Mae'r methiannau hyn, cronnol, cymhleth y scalability systemau. Fodd bynnag, Mae Willow wedi llwyddo i oresgyn y cyfyngiad hwn defnyddio technoleg cywiro gwallau sy'n lleihau cyfraddau methiant yn esbonyddol trwy gynyddu nifer y cwbits a ddefnyddir.
Mae'r datblygiad hwn, a elwir yn y maes fel “aros o dan y trothwy,” yn caniatáu i systemau cwantwm ddod yn fwyfwy effeithlon a manwl gywir, gan ddatrys problemau heb golli'r priodweddau cwantwm sy'n eu gwahaniaethu oddi wrth gyfrifiaduron clasurol. Yn ôl Hartmut Neven, pennaeth Google Quantum AI, “dyma’r tro cyntaf i system ddod yn fwy cwantwm wrth iddi dyfu mewn maint, yn hytrach na mwy clasurol.”
Mae'r cyflawniad yn fwy o syndod fyth pan ystyriwch fod y cywiriad gwall amser real wedi'i berfformio gydag araeau qubit 3x3, 5x5 a 7x7, gan lwyddo i ymestyn oes ddefnyddiol y cwbits rhesymegol y tu hwnt i'r terfynau cyfredol.
Goruchafiaeth cwantwm y tu hwnt i derfynau hysbys
I fesur effeithiolrwydd Willow, defnyddiodd Google y prawf samplu cylched ar hap (RCS), a ystyriwyd y safon fwyaf heriol mewn cyfrifiadura cwantwm. Nod y prawf hwn yw gwirio a all cyfrifiadur cwantwm wneud rhywbeth na fyddai'n ymarferol i gyfrifiadur clasurol. A phasiodd Willow y prawf gyda lliwiau hedfan: gwneud cyfrifiadau mewn llai na phum munud a fyddai'n cymryd uwchgyfrifiadur fel Frontier 10 septillion o flynyddoedd.
“Mae’r canlyniadau hyn yn gyffrous oherwydd eu bod yn dangos ein bod yn symud tuag at gyfrifiaduron cwantwm swyddogaethol a defnyddiol ar raddfa fawr,” meddai Michael Newman, ymchwilydd yn Google. Mae'r perfformiad hwn yn rhoi Willow ar y blaen i'w ragflaenwyr, fel Sycamore, sglodyn cwantwm Google a gyflwynwyd yn 2019.
Cymwysiadau chwyldroadol ar y gorwel
Mae potensial Willow yn mynd ymhell y tu hwnt i brofion labordy. Yn ôl Google, mae'r sglodyn hwn yn gam hanfodol tuag at greu cyfrifiaduron cwantwm sy'n gallu mynd i'r afael â phroblemau byd go iawn cymhleth. Ymhlith y ceisiadau mwyaf addawol mae:
- Datblygu cyffuriau yn gyflymach ac yn fwy effeithlon.
- Optimeiddio batris gallu uchel ar gyfer ceir trydan.
- Archwilio posibiliadau newydd mewn deallusrwydd artiffisial a dysgu peirianyddol.
Yn ogystal, mae arbenigwyr yn nodi y gallai gallu Willow i berfformio atgyweiriadau bygiau mewn amser real gyflymu datblygiadau mewn meysydd fel ynni ymasiad niwclear, maes a ystyrir yn allweddol i ddatrys heriau ynni'r dyfodol.
Dyfodol cyfrifiadura cwantwm
Er gwaethaf eu canlyniadau trawiadol, mae'r ymchwilwyr yn cydnabod bod llawer o ffordd i fynd eto cyn bod cyfrifiaduron cwantwm yn realiti bob dydd. Yn ôl Carlos Sabín, ffisegydd damcaniaethol ym Mhrifysgol Ymreolaethol Madrid, er bod Willow yn cynnig gweledigaeth addawol, “rydym yn dal i fod ymhell o fod â digon o qubits rhesymegol i wneud cyfrifiadau defnyddiol.”
Fodd bynnag, mae Google yn hyderus y bydd y datblygiadau hyn yn agor drysau newydd, nid yn unig ym maes ymchwil, ond hefyd wrth gymhwyso'r dechnoleg chwyldroadol hon yn ymarferol. Mae Harmut Neven yn pwysleisio ein bod ni, gyda Willow, “un cam yn nes at wneud cyfrifiaduron cwantwm swyddogaethol ar raddfa fawr yn realiti.”
Gyda Willow, mae cyfrifiadura cwantwm yn cael ei gyfuno fel offeryn gyda'r potensial i drawsnewid ein byd. O leihau gwallau i ddangos goruchafiaeth cwantwm, mae'r sglodyn hwn yn nodi trobwynt ar y llwybr i'r chwyldro technolegol mawr nesaf.
Rwy'n frwd dros dechnoleg sydd wedi troi ei ddiddordebau "geek" yn broffesiwn. Rwyf wedi treulio mwy na 10 mlynedd o fy mywyd yn defnyddio technoleg flaengar ac yn tinkering gyda phob math o raglenni allan o chwilfrydedd pur. Nawr rydw i wedi arbenigo mewn technoleg gyfrifiadurol a gemau fideo. Mae hyn oherwydd ers mwy na 5 mlynedd rwyf wedi bod yn ysgrifennu ar gyfer gwefannau amrywiol ar dechnoleg a gemau fideo, gan greu erthyglau sy'n ceisio rhoi'r wybodaeth sydd ei hangen arnoch mewn iaith sy'n ddealladwy i bawb.
Os oes gennych unrhyw gwestiynau, mae fy ngwybodaeth yn amrywio o bopeth sy'n ymwneud â system weithredu Windows yn ogystal ag Android ar gyfer ffonau symudol. Ac mae fy ymrwymiad i chi, rwyf bob amser yn barod i dreulio ychydig funudau a'ch helpu i ddatrys unrhyw gwestiynau sydd gennych yn y byd rhyngrwyd hwn.