Η Google έχει επισημάνει ένα πριν και το μετά στον τομέα των κβαντικών υπολογιστών με την παρουσίαση του Ιτιά, το καινοτόμο κβαντικό του τσιπ που υπόσχεται να φέρει επανάσταση σε αυτήν την τεχνολογία. Με μέγεθος μόλις λίγων εκατοστών, αυτός ο επεξεργαστής είναι ικανός να εκτελεί υπολογισμούς σε μόλις πέντε λεπτά που θα έπαιρναν στους πιο προηγμένους υπερυπολογιστές περισσότερο χρόνο από την εκτιμώμενη ηλικία του σύμπαντος. Όλα αυτά, χάρη στον συνδυασμό των άνευ προηγουμένου υπολογιστική ισχύ και σημαντικές προόδους σε διόρθωση κβαντικού λάθους.
Αυτή η εξέλιξη όχι μόνο καταδεικνύει τη δέσμευση της Google στον κβαντικό υπολογισμό, αλλά υπογραμμίζει επίσης πώς αυτή η τεχνολογία πλησιάζει πρακτικές εφαρμογές που θα μπορούσε να λύσει πολύπλοκα προβλήματα σε τομείς όπως η ιατρική, η χημεία και η τεχνητή νοημοσύνη.
Ένα κβαντικό άλμα στη διόρθωση σφαλμάτων
Ένα από τα κύρια εμπόδια στον κβαντικό υπολογισμό μέχρι σήμερα ήταν η υψηλή ευαισθησία των qubits (οι θεμελιώδεις μονάδες δεδομένων στα κβαντικά συστήματα) σε σφάλματα που οφείλονται σε παράγοντες όπως ο θόρυβος, οι αλλαγές θερμοκρασίας ή η ακτινοβολία. Αυτές οι αποτυχίες, σωρευτικά, περιέπλεξαν το επεκτασιμότητα συστημάτωνΩστόσο, Η Willow κατάφερε να ξεπεράσει αυτόν τον περιορισμό χρησιμοποιώντας τεχνολογία διόρθωσης σφαλμάτων που μειώνει εκθετικά τα ποσοστά αποτυχίας αυξάνοντας τον αριθμό των qubits που χρησιμοποιούνται.
Αυτή η πρόοδος, γνωστή στο πεδίο ως «παραμονή κάτω από το κατώφλι», επιτρέπει στα κβαντικά συστήματα να γίνονται όλο και πιο αποτελεσματικά και ακριβή, λύνοντας προβλήματα χωρίς να χάνουν τις κβαντικές ιδιότητες που τα διαφοροποιούν από τους κλασικούς υπολογιστές. Σύμφωνα με τον Hartmut Neven, επικεφαλής της Google Quantum AI, «είναι η πρώτη φορά που ένα σύστημα γίνεται πιο κβαντικό καθώς μεγαλώνει σε μέγεθος, παρά πιο κλασικό».
Το επίτευγμα προκαλεί ακόμη μεγαλύτερη έκπληξη αν σκεφτεί κανείς ότι η διόρθωση σφαλμάτων σε πραγματικό χρόνο πραγματοποιήθηκε με συστοιχίες qubit 3x3, 5x5 και 7x7, καταφέρνοντας να επεκτείνει τη διάρκεια ζωής των λογικών qubit πέρα από τα τρέχοντα όρια.
Κβαντική υπεροχή πέρα από γνωστά όρια
Για να μετρήσει την αποτελεσματικότητα του Willow, η Google χρησιμοποίησε τη δοκιμή τυχαίας δειγματοληψίας κυκλωμάτων (RCS), πιο απαιτητικό πρότυπο στον κβαντικό υπολογισμό. Αυτή η δοκιμή στοχεύει να επαληθεύσει εάν ένας κβαντικός υπολογιστής μπορεί να κάνει κάτι που θα ήταν ανέφικτο για έναν κλασικό υπολογιστή. Και η Willow πέρασε το τεστ με μεγάλη επιτυχία: έκανε υπολογισμούς σε λιγότερο από πέντε λεπτά που θα χρειαζόταν ένας υπερυπολογιστής όπως ο Frontier 10 επτά δισεκατομμύρια χρόνια.
«Αυτά τα αποτελέσματα είναι συναρπαστικά γιατί δείχνουν ότι κινούμαστε προς λειτουργικούς και χρήσιμους κβαντικούς υπολογιστές μεγάλης κλίμακας», δήλωσε ο Michael Newman, ερευνητής της Google. Αυτή η απόδοση βάζει το Willow μπροστά από τους προκατόχους του, όπως το Sycamore, το κβαντικό τσιπ της Google που παρουσιάστηκε το 2019.
Επαναστατικές εφαρμογές στον ορίζοντα
Οι δυνατότητες του Willow υπερβαίνουν κατά πολύ τις εργαστηριακές δοκιμές. Σύμφωνα με την Google, αυτό το τσιπ είναι ένα κρίσιμο βήμα προς τη δημιουργία κβαντικοί υπολογιστές που μπορεί να αντιμετωπίσει πολύπλοκα προβλήματα του πραγματικού κόσμου. Μεταξύ των πιο υποσχόμενων εφαρμογών είναι:
- Ταχύτερη και αποτελεσματικότερη ανάπτυξη φαρμάκων.
- Βελτιστοποίηση μπαταριών υψηλής χωρητικότητας για ηλεκτρικά αυτοκίνητα.
- Διερεύνηση νέων δυνατοτήτων στην τεχνητή νοημοσύνη και τη μηχανική μάθηση.
Επιπλέον, οι ειδικοί σημειώνουν ότι η ικανότητα του Willow να επιδιορθώνει σφάλματα σε πραγματικό χρόνο θα μπορούσε να επιταχύνει την πρόοδο σε τομείς όπως πυρηνική ενέργεια σύντηξης, ένα πεδίο που θεωρείται κλειδί για την επίλυση των ενεργειακών προκλήσεων του μέλλοντος.
Το μέλλον της κβαντικής πληροφορικής
Παρά τα εντυπωσιακά αποτελέσματά τους, οι ερευνητές αναγνωρίζουν ότι υπάρχει ακόμη πολύς δρόμος για να γίνουν οι κβαντικοί υπολογιστές μια καθημερινή πραγματικότητα. Σύμφωνα με τον Carlos Sabín, θεωρητικό φυσικό στο Αυτόνομο Πανεπιστήμιο της Μαδρίτης, αν και ο Willow προσφέρει ένα πολλά υποσχόμενο όραμα, «απέχουμε ακόμη πολύ από το να έχουμε αρκετά λογικά qubits για να εκτελέσουμε χρήσιμους υπολογισμούς».
Ωστόσο, η Google είναι πεπεισμένη ότι αυτές οι εξελίξεις θα ανοίξουν νέες πόρτες, όχι μόνο στον τομέα της έρευνας, αλλά και στην πρακτική εφαρμογή αυτής της επαναστατικής τεχνολογίας. Ο Harmut Neven τονίζει ότι, με τη Willow, «είμαστε ένα βήμα πιο κοντά στο να κάνουμε πραγματικότητα τους λειτουργικούς κβαντικούς υπολογιστές μεγάλης κλίμακας».
Με το Willow, ο κβαντικός υπολογισμός ενοποιείται ως εργαλείο με το δυνατότητα να μεταμορφώσει τον κόσμο μας. Από τη μείωση των σφαλμάτων μέχρι την επίδειξη κβαντικής υπεροχής, αυτό το τσιπ σηματοδοτεί ένα σημείο καμπής στην πορεία προς την επόμενη μεγάλη τεχνολογική επανάσταση.
Είμαι λάτρης της τεχνολογίας που έχει μετατρέψει τα «γκικ» ενδιαφέροντά του σε επάγγελμα. Έχω περάσει περισσότερα από 10 χρόνια της ζωής μου χρησιμοποιώντας τεχνολογία αιχμής και ασχολούμαι με όλα τα είδη προγραμμάτων από καθαρή περιέργεια. Τώρα έχω ειδικευτεί στην τεχνολογία υπολογιστών και στα βιντεοπαιχνίδια. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι για περισσότερα από 5 χρόνια εργάζομαι γράφοντας για διάφορους ιστότοπους σχετικά με την τεχνολογία και τα βιντεοπαιχνίδια, δημιουργώντας άρθρα που επιδιώκουν να σας δώσουν τις πληροφορίες που χρειάζεστε σε μια γλώσσα κατανοητή από όλους.
Αν έχετε απορίες, οι γνώσεις μου κυμαίνονται από οτιδήποτε σχετίζεται με το λειτουργικό σύστημα Windows καθώς και με Android για κινητά τηλέφωνα. Και η δέσμευσή μου είναι απέναντί σας, είμαι πάντα πρόθυμος να αφιερώσω λίγα λεπτά και να σας βοηθήσω να επιλύσετε τυχόν απορίες που μπορεί να έχετε σε αυτόν τον κόσμο του Διαδικτύου.