Google a dezvăluit un nou procesor cuantic numit Willow. Fondatorul și șeful laboratorului Google Quantum AI , Hartmut Neven, susține că cipul depășește semnificativ performanța atât a supercalculatoarelor moderne, cât și a altor procesoare cuantice.
Potrivit Google, procesorul Willow de 105 qubiți a finalizat un calcul standard de referință în mai puțin de cinci minute.
Unul dintre cele mai rapide supercalculatoare din lume în acest moment dezvoltatorii se referă la Frontier – ar fi avut nevoie de 10 septilioane de ani (adică de la 10 la puterea 25) pentru a rezolva o astfel de problemă. După cum observă dezvoltatorii, aceasta depășește semnificativ vârsta Universului.
Hartmut Neven subliniază că acest număr depășește toate scalele de timp cunoscute în fizică.
Potrivit șefului laboratorului, acest lucru „confirmă ideea că calculul cuantic are loc în multe universuri paralele” și corespunde, de asemenea, ipotezei multiversului prezentată de fizicianul britanic David Deutch în cartea sa „The Structure of Reality: The Science of Parallel”. Universuri.”
Pentru a evalua performanța, Google a folosit benchmark-ul Random Circuit Sampling (RCS), care arată cât de bine face față un computer cuantic sarcinilor pe care sistemele de calcul convenționale nu le pot face. Acest test a fost dezvoltat chiar de companie pentru a demonstra supremația cuantică. Nu specifică modul în care Willow lucrează cu probleme fundamentale din domeniul calculului cuantic, de exemplu, cu algoritmul lui Shor.
În RCS, un circuit cuantic este generat dintr-un set aleatoriu de operații logice, care este apoi rulat pe un computer cuantic. Circuitele sunt proiectate pentru a face comportamentul lor dificil de simulat pe un computer obișnuit.
Dacă rezultatele calculului sunt apropiate sau coincid cu rezultatele modelării clasice, atunci sarcina este considerată finalizată. Dacă un computer cuantic efectuează testul RCS mai repede decât unul clasic, atunci se consideră că a atins supremația cuantică.
Cu toate acestea, principalul avantaj al lui Willow nu este performanța. Dezvoltatorii susțin că au reușit să reducă rata de eroare pe măsură ce se extind folosind mai mulți qubiți. Google subliniază că oamenii de știință încearcă să rezolve această problemă de aproape 30 de ani.
Erorile în calculul cuantic apar din mai multe motive. De exemplu, din cauza factorilor externi, acesta este așa-numitul „zgomot” (care include, de exemplu, radiația electromagnetică), care poate afecta acuratețea calculelor. Sau decoerența, adică o încălcare a consistenței proceselor oscilatorii sau ondulatorii în timp. Tehnica de corectare a erorilor cuantice (QEC) este concepută pentru a corecta astfel de erori.
Dezvoltatorii Google notează că, în general, cu cât se folosesc mai mulți qubiți, cu atât vor apărea mai multe erori. În acest caz, sistemul va fi mai mult ca cel clasic. În cazul cipului Willow, dezvoltatorii au reușit să obțină o reducere exponențială a ratelor de eroare. Ei au spus că au testat diferite rețele de qubiți fizici, crescând treptat grila de qubiți codificați și că au reușit să reducă rata de eroare la jumătate de fiecare dată. Google susține că acesta este primul sistem care a demonstrat performanțe sub valorile de prag.
