Google osiąga kamień milowy w dziedzinie komputerów kwantowych dzięki Willow
W ramach znaczącego postępu w dziedzinie technologii kwantowej, Google ogłosiło niedawno to, co określa mianem pierwszej weryfikowalnej przewagi kwantowej. Wykorzystując swój innowacyjny procesor kwantowy Willow, firma wprowadziła przełomowy algorytm znany jako Quantum Echoes. Ten zaawansowany algorytm działa podobno 13 000 razy szybciej niż jakikolwiek klasyczny superkomputer, zapewniając wyniki, które są nie tylko powtarzalne, ale także weryfikowalne. To osiągnięcie może utorować drogę do przełomowych osiągnięć w takich dziedzinach jak chemia, biologia i materiałoznawstwo.
Nowe podejście do analizy molekularnej
W tym przełomowym eksperymencie Google wdrożyło algorytm Quantum Echoes do analizy molekularnej we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Skupili się oni na dwóch różnych cząsteczkach – jednej składającej się z 15 atomów, a drugiej z 28 atomów. Co ciekawe, wyniki obliczeń kwantowych były zbliżone do wyników tradycyjnego rezonansu jądrowego (NMR).Jednak algorytm Quantum Echoes ujawnił również nowe informacje strukturalne, których zazwyczaj nie dostrzegają konwencjonalne techniki NMR.
Tę innowacyjną metodologię nazwano „molekularną linijką”, ponieważ pozwala ona mierzyć odległości i cechy strukturalne, których dotychczas nie udało się uchwycić za pomocą standardowych narzędzi naukowych.
Jak działa Quantum Echoes
Jak zauważył zespół badawczy Google, algorytm Quantum Echoes wykorzystuje bezprecedensowy poziom precyzji w obliczaniu dynamiki układów kwantowych. Technika ta opiera się na procesie przypominającym „nasłuchiwanie echa” w układzie kwantowym. Podczas tego procesu precyzyjnie zaprojektowany sygnał jest przesyłany przez sieć kubitów, co pozwala badaczom na zaburzenie jednego kubitu, jednocześnie odwracając ewolucję systemu, aby wykryć jego powracające echo. Wzmacniając to echo za pomocą konstruktywnej interferencji, można uzyskać wgląd w to, jak zaburzenia rozprzestrzeniają się w 105-kubitowej macierzy układu.
Postępy oparte na wcześniejszych badaniach
Algorytm Quantum Echoes firmy Google opiera się na wcześniej opracowanym teście porównawczym o nazwie Random Circuit Sampling. Podczas gdy ten ostatni charakteryzował się surową złożonością obliczeniową, Quantum Echoes idzie o krok dalej, integrując „weryfikowalność”.Ta kluczowa cecha pozwala na odtworzenie wyników na innych komputerach kwantowych o podobnym kalibrze – to ważny kamień milowy, którego nie udało się osiągnąć poprzednim algorytmom.
Ewolucja wierzby
To przełomowe osiągnięcie jest również świadectwem postępów poczynionych dzięki układowi Willow firmy Google, wprowadzonemu na rynek pod koniec 2024 roku. Willow stanowi znaczące udoskonalenie w zakresie eliminacji błędów, rozwiązując jedno z największych wyzwań w dziedzinie komputerów kwantowych. Jego konstrukcja umożliwia szybkie wykonywanie operacji przy jednoczesnym zachowaniu ultraniskiego poziomu błędów, co jest niezbędne do uruchamiania złożonych algorytmów wymagających dużej precyzji.
Od dowodu koncepcji do praktycznych zastosowań
W 2019 roku poprzednik Google’a, Sycamore, zademonstrował to, co nazywano „supremacją kwantową”.Było to jednak w dużej mierze potwierdzenie słuszności koncepcji, skoncentrowane na bardzo specyficznym zadaniu, które miało ograniczone zastosowania praktyczne. Natomiast Willow dąży do zapewnienia weryfikowalności kwantowej w rzeczywistych przypadkach użycia, skutecznie niwelując lukę między teorią a praktyką.
Przezwyciężanie sceptycyzmu w komputerach kwantowych
Komputery kwantowe od dawna spotykały się ze sceptycyzmem co do ich zdolności do generowania wiarygodnych wyników, porównywalnych z klasycznymi odpowiednikami. Niedawna demonstracja weryfikowalnej przewagi komputerów kwantowych przez zespół Google’a pozwoliła pokonać istotną barierę w potwierdzeniu, że komputery kwantowe rzeczywiście mogą dostarczać powtarzalne i naukowo uzasadnione wyniki.
Dodaj komentarz