Google on merkinnyt ennen ja jälkeen kvanttilaskentaa esittelemällä Paju, sen innovatiivinen kvanttisiru, joka lupaa mullistaa tämän tekniikan. Tämä vain muutaman senttimetrin kokoinen prosessori pystyy suorittamaan vain viidessä minuutissa laskelmia, jotka vaativat edistyneimmiltä supertietokoneilta enemmän aikaa kuin maailmankaikkeuden arvioitu ikä. Kaikki tämä yhdistelmän ansiosta ennennäkemätön laskentateho ja merkittäviä edistysaskeleita kvanttivirheen korjaus.
Tämä kehitys ei ainoastaan osoita Googlen sitoutumista kvanttilaskentaan, vaan myös korostaa, kuinka tämä tekniikka lähestyy Käytännön sovellukset joka voisi ratkaista monimutkaisia ongelmia sellaisilla aloilla kuin lääketiede, kemia ja tekoäly.
Kvanttiloikka virheenkorjauksessa
Yksi tärkeimmistä kvanttilaskennan esteistä tähän mennessä on ollut kubittien (kvanttijärjestelmien perustietojen yksiköiden) suuri herkkyys virheille, jotka johtuvat esimerkiksi melusta, lämpötilan muutoksista tai säteilystä. Nämä epäonnistumiset, kumulatiiviset, monimutkaistivat järjestelmien skaalautuvuus. Kuitenkin, Willow on onnistunut voittamaan tämän rajoituksen käyttämällä virheenkorjaustekniikkaa, joka vähentää virheiden määrää eksponentiaalisesti lisäämällä käytössä olevien kubittien määrää.
Tämä edistys, joka tunnetaan alalla "pysymisenä kynnyksen alapuolella", mahdollistaa kvanttijärjestelmien muuttumisen entistä tehokkaammiksi ja tarkempiksi ja ratkaisee ongelmia menettämättä kvanttiominaisuuksia, jotka erottavat ne klassisista tietokoneista. Google Quantum AI:n johtajan Hartmut Nevenin mukaan "tämä on ensimmäinen kerta, kun järjestelmästä tulee enemmän kvanttia koon kasvaessa klassisen sijaan."
Saavutus on vieläkin yllättävämpi, kun ottaa huomioon, että reaaliaikainen virheenkorjaus suoritettiin 3x3-, 5x5- ja 7x7-kubittitaulukoilla, jotka onnistuivat pidentämään loogisten kubittien käyttöikää nykyisten rajojen yli.
Kvanttiylivalta tunnettujen rajojen ulkopuolella
Willowin tehokkuuden mittaamiseen Google käytti RCS (random Circuit Sampling) -testiä. haastavin standardi kvanttilaskennassa. Tämän testin tarkoituksena on varmistaa, pystyykö kvanttitietokone tekemään jotain, mikä olisi mahdotonta klassiselle tietokoneelle. Ja Willow läpäisi testin loistavasti: suoritti laskelmia alle viidessä minuutissa, mikä kestäisi Frontierin kaltaisella supertietokoneella 10 XNUMX miljardia vuotta.
"Nämä tulokset ovat jännittäviä, koska ne osoittavat, että olemme siirtymässä kohti toimivia ja hyödyllisiä suuren mittakaavan kvanttitietokoneita", sanoi Michael Newman, Googlen tutkija. Tämä suorituskyky nostaa Willow'n edeltäjiensä, kuten Sycamoren, Googlen vuonna 2019 käyttöön otetun kvanttisirun, edelle.
Vallankumouksellisia sovelluksia horisontissa
Willow'n potentiaali ylittää paljon laboratoriotestejä. Googlen mukaan tämä siru on tärkeä askel kohti luomista kvanttitietokoneet jotka voivat ratkaista monimutkaisia reaalimaailman ongelmia. Lupaavimpia sovelluksia ovat:
- Nopeampi ja tehokkaampi lääkekehitys.
- Suurikapasiteettisten akkujen optimointi sähköautoihin.
- Tutkitaan uusia mahdollisuuksia tekoälyssä ja koneoppimisessa.
Lisäksi asiantuntijat huomauttavat, että Willow'n kyky korjata virheitä reaaliajassa voi nopeuttaa kehitystä esim. ydinfuusioenergia, jota pidetään keskeisenä tulevaisuuden energiahaasteiden ratkaisemisessa.
Kvanttilaskennan tulevaisuus
Vaikuttavista tuloksistaan huolimatta tutkijat myöntävät, että kvanttitietokoneiden päivittämiseen on vielä pitkä matka. Madridin autonomisen yliopiston teoreettisen fyysikon Carlos Sabínin mukaan vaikka Willow tarjoaa lupaavan näkemyksen, "emme ole vielä kaukana tarpeeksi loogisista kubiteista hyödyllisten laskelmien suorittamiseen."
Google kuitenkin luottaa siihen, että nämä edistysaskeleet avaavat uusia ovia, ei vain tutkimuksen alalla, vaan myös tämän vallankumouksellisen teknologian käytännön soveltamisessa. Harmut Neven korostaa, että Willow'n kanssa "olemme askeleen lähempänä toimivien suuren mittakaavan kvanttitietokoneiden toteuttamista".
Willow'n avulla kvanttilaskenta on yhdistetty työkaluksi potentiaalia muuttaa maailmaamme. Virheiden vähentämisestä kvanttiylivallan osoittamiseen tämä siru merkitsee käännekohtaa polulla seuraavaan suureen teknologiseen vallankumoukseen.
Olen teknologian harrastaja, joka on muuttanut "nörtti"-harrastuksensa ammatiksi. Olen käyttänyt yli 10 vuotta elämästäni uusinta teknologiaa käyttäen ja kaikenlaisten ohjelmien parissa puhtaasta uteliaisuudesta. Nyt olen erikoistunut tietotekniikkaan ja videopeleihin. Tämä johtuu siitä, että yli 5 vuoden ajan olen työskennellyt kirjoittaen useille teknologiaa ja videopelejä käsitteleville verkkosivustoille ja luonut artikkeleita, jotka pyrkivät antamaan sinulle tarvitsemaasi tietoa kielellä, jota kaikki ymmärtävät.
Jos sinulla on kysyttävää, tietoni ulottuu kaikesta Windows-käyttöjärjestelmään liittyvästä sekä matkapuhelimien Androidista. Ja sitoumukseni on sinulle, olen aina valmis käyttämään muutaman minuutin ja auttamaan sinua ratkaisemaan kaikki kysymyksesi, joita sinulla saattaa olla tässä Internet-maailmassa.