Ερευνητές της Google κατασκεύασαν ένα τσιπ που τους επέτρεψε να επιδείξουν τους πρώτους κβαντικούς υπολογισμούς «κάτω από το όριο» — ένα βασικό ορόσημο στην προσπάθεια κατασκευής κβαντικών υπολογιστών που είναι αρκετά ακριβείς ώστε να είναι χρήσιμοι.
Το πείραμα, που περιγράφηκε στις 9 Δεκεμβρίου στο Φύση1δείχνει ότι με τις σωστές τεχνικές διόρθωσης σφαλμάτων, οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να εκτελούν υπολογισμούς με αυξανόμενη ακρίβεια καθώς κλιμακώνονται — με το ποσοστό αυτής της βελτίωσης να υπερβαίνει ένα κρίσιμο όριο. Οι τρέχοντες κβαντικοί υπολογιστές είναι πολύ μικροί και επιρρεπείς σε σφάλματα για τις περισσότερες εμπορικές ή επιστημονικές εφαρμογές.
Η Google αποκαλύπτει πώς οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να νικήσουν τους καλύτερους υπερυπολογιστές του σήμερα
«Αυτός ήταν ένας στόχος εδώ και 30 χρόνια», είπε ο Μάικλ Νιούμαν, ερευνητής στα κεντρικά γραφεία της Google στο Mountain View της Καλιφόρνια, σε συνέντευξη Τύπου που ανακοίνωνε το κατόρθωμα. Το επίτευγμα σημαίνει ότι μέχρι το τέλος της δεκαετίας, οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούσαν να επιτρέψουν επιστημονικές ανακαλύψεις που είναι αδύνατες ακόμα και με τους πιο ισχυρούς υπερυπολογιστές που μπορεί κανείς να φανταστεί, δήλωσε η Charina Chou, η διευθύντρια λειτουργιών του τμήματος κβαντικών υπολογιστών της Google. “Αυτός είναι ο λόγος που χτίζουμε αυτά τα πράγματα εξαρχής”, πρόσθεσε ο Newman.
«Αυτή η εργασία δείχνει μια πραγματικά αξιοσημείωτη τεχνολογική ανακάλυψη», λέει ο Chao-Yang Lu, ένας κβαντικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας στη Σαγκάη.
Λεπτές καταστάσεις
Οι κβαντικοί υπολογιστές κωδικοποιούν πληροφορίες σε καταστάσεις που μπορούν να αντιπροσωπεύουν ένα 0 ή ένα 1 – όπως τα bit των συνηθισμένων υπολογιστών – αλλά μπορούν επίσης να χρησιμοποιούν άπειρους πιθανούς συνδυασμούς πολλών 0 και 1. Ωστόσο, αυτές οι καταστάσεις κβαντικής πληροφόρησης είναι διαβόητα ευαίσθητες, εξηγεί ο Τζούλιαν Κέλι, ένας φυσικός της Google που ηγείται του τμήματος κβαντικού υλικού της εταιρείας. Για να κάνετε έναν κβαντικό υπολογιστή να εκτελεί χρήσιμους υπολογισμούς, «χρειάζεστε κβαντικές πληροφορίες και πρέπει να τις προστατεύετε από το περιβάλλον — και από εμάς τους ίδιους, όπως κάνουμε χειρισμούς σε αυτές», λέει.
Στοχεύοντας σε μια τέτοια προστασία – χωρίς την οποία ο κβαντικός υπολογισμός δεν θα ήταν εκκίνηση – οι θεωρητικοί άρχισαν το 1995 να αναπτύσσουν έξυπνα σχήματα για τη διάδοση ενός qubit πληροφοριών σε πολλαπλά «φυσικά» qubits. Το «λογικό qubit» που προκύπτει είναι ανθεκτικό στο θόρυβο — τουλάχιστον στα χαρτιά. Για να λειτουργήσει στην πράξη αυτή η τεχνική, που ονομάζεται κβαντική διόρθωση σφαλμάτων, θα ήταν απαραίτητο να δείξουμε ότι αυτή η διάδοση πληροφοριών σε πολλαπλά qubits μείωσε δραστικά τα ποσοστά σφάλματος.
Τα τελευταία χρόνια, αρκετές εταιρείες – συμπεριλαμβανομένης της IBM και του AWS της Amazon – και ακαδημαϊκές ομάδες έχουν δείξει ότι η διόρθωση σφαλμάτων μπορεί να επιφέρει μικρές βελτιώσεις στην ακρίβεια2,3,4. Η Google δημοσίευσε ένα αποτέλεσμα στις αρχές του 2023 χρησιμοποιώντας 49 qubits στον κβαντικό επεξεργαστή Sycamore, ο οποίος κωδικοποιεί κάθε φυσικό qubit σε ένα υπεραγώγιμο κύκλωμα.
Η Google αποκαλύπτει πώς οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να νικήσουν τους καλύτερους υπερυπολογιστές του σήμερα
Το νέο τσιπ της εταιρείας, που ονομάζεται Willow, είναι μια μεγαλύτερη, βελτιωμένη έκδοση αυτής της τεχνολογίας, με 105 φυσικά qubits. Αναπτύχθηκε σε ένα εργαστήριο κατασκευής που κατασκεύασε η Google στην πανεπιστημιούπολη κβαντικών υπολογιστών στη Σάντα Μπάρμπαρα της Καλιφόρνια το 2021.
Ως πρώτη επίδειξη της δύναμης του Willow, οι ερευνητές έδειξαν ότι θα μπορούσε να εκτελέσει, σε περίπου 5 λεπτά, μια εργασία που θα χρειαζόταν ο μεγαλύτερος υπερυπολογιστής στον κόσμο περίπου 1025 χρόνια, λέει ο Hartmut Neven, ο οποίος είναι επικεφαλής του τμήματος κβαντικών υπολογιστών της Google. Αυτό είναι το τελευταίο σάλβο στον αγώνα για να δείξει ότι οι κβαντικοί υπολογιστές έχουν ένα πλεονέκτημα έναντι των κλασικών.
Greek Live Channels Όλα τα Ελληνικά κανάλια:
Βρίσκεστε μακριά από το σπίτι ή δεν έχετε πρόσβαση σε τηλεόραση;
Το IPTV σας επιτρέπει να παρακολουθείτε όλα τα Ελληνικά κανάλια και άλλο περιεχόμενο από οποιαδήποτε συσκευή συνδεδεμένη στο διαδίκτυο.
Αν θες πρόσβαση σε όλα τα Ελληνικά κανάλια
Πατήστε Εδώ
Ακολουθήστε το TechFreak.GR στο Google News για να μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις τεχνολογίας.
