Google Quantum AI je predstavio Willow čip, superprovodljiv kvantni računar koji označava značajan iskorak u kvantnoj tehnologiji.
Ovaj inovativni čip nudi produženo vreme kvantne koherentnosti, unapređenu korekciju grešaka i računarske sposobnosti koje daleko nadmašuju one klasičnih superkompjutera. Willow predstavlja ključni trenutak na putu skalabilnim kvantnim sistemima sa korekcijom grešaka sa transformativnim potencijalom u industrijama kao što su farmacija i energija.
Proboj u korekciji grešaka
Jedan od ključnih uspeha Willow čipa je njegova sposobnost da eksponencijalno smanjuje greške kako kvantni procesori postaju složeniji i uključuju više kubita. Ovaj izazov u korekciji kvantnih grešaka bio je prisutan skoro tri decenije. Demonstrirajući svoje ogromne računarske sposobnosti, Willow je završio standardnu računsku operaciju za manje od pet minuta — zadatak koji bi najsnažnijim superkompjuterima oduzeo 10 septiliona godina (10^25 godina), što je broj koji prevazilazi starost samog univerzuma.
Willow: Novi standard u kvantnom računarstvu
Ključne tačke:
- Google Quantum AI-ov Willow čip postiže kvantnu koherentnost do 100 mikrosekundi, što je petostruko poboljšanje u odnosu na njegovog prethodnika, Sycamore, omogućavajući složenije i pouzdanije proračune.
- Willow prelazi prag kvantne korekcije grešaka, pri čemu logički kubiti imaju duži vek trajanja od fizičkih kubita, označavajući ključnu prekretnicu za skalabilno kvantno računarstvo.
- U okviru testiranja, Willow je demonstrirao eksponencijalnu računarsku moć, završivši zadatke u minutima koji bi klasičnim superkompjuterima oduzeli više nego celokupnu starost univerzuma.
- Inovativne karakteristike hardvera, kao što su tunabilni kubiti i napredna softverska kalibracija, poboljšavaju povezanost, smanjuju stopu grešaka i obezbeđuju dosledne performanse širom čipa.
- Willow donosi fantastičan potencijal za industrije poput farmacije, energetskih sistema i fuzijske energije, postavljajući temelje za skalabilne, stvarne kvantne primene.
Napredak u kvantnom računarstvu
Willow gradi na temeljima svojih prethodnika, kao što su Foxtail (2017), Bristlecone (2018) i Sycamore (2019), postavljajući novi standard u kvantnim performansama. Jedno od njegovih najistaknutijih dostignuća je postizanje kvantne koherentnosti do 100 mikrosekundi, što je petostruko poboljšanje u odnosu na Sycamore-ovih 20 mikrosekundi. Ova poboljšanja omogućavaju složenije i pouzdanije kvantne proračune, što je ključni korak prema realizaciji kvantnih sistema sa korekcijom grešaka. Ovi sistemi se oslanjaju na logičke kubite, koji kombinuju više fizičkih kubita kako bi obezbedili stabilnost i funkcionalnost koja prevazilazi ograničenja pojedinačnih komponenti.
Tehnička dostignuća koja pokreću uspeh Willow-a
Willow koristi seriju tehnoloških proboja koji unapređuju njegovu performansu, pouzdanost i skalabilnost:
- Proboj u korekciji grešaka: Po prvi put, stopa grešaka je pala ispod praga kvantne korekcije, što je ključna prekretnica za izgradnju skalabilnih kvantnih sistema. Logički kubiti sada imaju duži vek trajanja od fizičkih kubita, što pokazuje značajan napredak u stabilizaciji kvantnih proračuna.
- Nezabeležena računarska moć: U okviru testa sa nasumičnim uzorkovanjem, Willow je završio zadatke za manje od pet minuta, dok bi klasični superkompjuteri za iste zadatke potrebni više od starosti univerzuma. Ovaj uspeh pokazuje potencijal kvantnog računarstva da reši probleme koji su trenutno izvan dosega klasičnih sistema.
Ovi napreci približavaju kvantno računarstvo praktičnim, stvarnim primenama, premošćujući jaz između eksperimentalnih istraživanja i fantastične tehnologije. Willow predstavlja značajan korak ka otključavanju punog potencijala kvantnih sistema.
Inovativni dizajn i inženjering Willow čipa
Willow čip karakterišu inovacije u hardveru i softveru koje unapređuju njegovu funkcionalnost i pouzdanost:
- Tunabilni kubiti i spajalice: Ove komponente poboljšavaju povezanost između kubita, smanjuju stopu grešaka i omogućavaju rekonfigurabilnost, omogućavajući preciznu kontrolu kvantnih stanja. Ova fleksibilnost je ključna za optimizaciju performansi i prilagođavanje različitim računarskim zadacima.
- Napredna softverska kalibracija: Sofisticirane tehnike kalibracije omogućavaju inženjerima da identifikuju i reše probleme sa izuzetnim kubitima, osiguravajući dosledne performanse širom čipa. Ovaj nivo preciznosti je ključan za održavanje pouzdanosti kvantnih proračuna.
Integracija ovih hardverskih i softverskih inovacija osigurava da Willow radi sa maksimalnom efikasnošću, postavljajući temelje za razvoj robusnijih i skalabilnijih kvantnih računarskih platformi. Willow je odličan primer sinergije između inženjeringa i kvantne nauke.
Fantastične primene i budući izgledi
Sposobnosti koje Willow demonstrira imaju dubok uticaj na širok spektar industrija. Njegov napredak u kvantnom računarstvu otvara vrata za rešavanje složenih problema koji su prethodno bili nedostižni:
- Farmaceutske inovacije: Kvantno računarstvo bi moglo transformisati otkrivanje lekova simulirajući molekulske interakcije sa neuporedivom preciznošću. Ova sposobnost mogla bi značajno smanjiti vreme razvoja i troškove, ubrzavajući stvaranje novih tretmana.
- Optimizacija energetske skladištenja: U oblasti razvoja baterija, kvantni sistemi mogli bi identifikovati i optimizovati materijale za skladištenje energije, vodeći ka efikasnijim i održivijim rešenjima. Ovaj napredak mogao bi igrati ključnu ulogu u rešavanju globalnih energetskih izazova.
- Istraživanje fuzijske energije: Kvantna tehnologija bi mogla omogućiti precizno modeliranje složene dinamike plazme, što je ključni faktor u napretku istraživanja fuzijske energije. Pružajući dublje uvide u ove procese, kvantno računarstvo moglo bi ubrzati napredak ka održivoj fuzijskoj energiji.
Gledajući unapred, Google Quantum AI je posvećen razvoju velikih skalabilnih kvantnih računara sa korekcijom grešaka koji će moći da rešavaju stvarne izazove. Ovi sistemi imaju potencijal da transformišu industrije rešavanjem problema kao što su optimizacija lanaca snabdevanja, unapređivanje veštačke inteligencije i borba protiv klimatskih promena. Napredak postignut sa Willow čipom približava ovu viziju stvarnosti, nudeći uvid u budućnost gde kvantno računarstvo menja nauku, industriju i društvo.
Izvor: Google, Foto: Youtube Screenshot
