Техногигантът Google представи новия си квантов чип Willow, резултат на повече от десетилетие изследвания и разработки, които бележат нов етап в преследването на мащабни квантови компютри. Според блога на компанията, Willow е не просто технологичен продукт, а символ на бъдещето, в което изчислителните системи ще бъдат трансформирани до неузнаваемост.

Какво представлява Willow?

Новият чип е базиран на свръхпроводими кубити – градивните блокове на квантовите компютри. За разлика от традиционните компютри, които използват битове (0 и 1) като базови единици информация, кубитите могат да съществуват в множество състояния едновременно, благодарение на принципа на суперпозицията. Това позволява на квантовите компютри да обработват огромни обеми информация и да изпълняват сложни изчисления експоненциално по-бързо от класическите машини.

Willow разполага със 105 висококачествени кубита и е проектиран в специализираната фабрика на Google в Санта Барбара, Калифорния. Тази лаборатория е една от малкото в света, които са създадени с единствената цел да произвеждат квантови чипове.

Чипът според Google демонстрира две исторически постижения, които го превръщат в значим пробив за квантовата наука.

Една от основните трудности в квантовите изчисления е високата вероятност от грешки. Кубитите лесно губят информация поради взаимодействията с околната среда. Обикновено колкото повече кубити добавяме, толкова повече нараства и броят на грешките. Willow обаче преодолява този проблем с помощта на напреднали методи за квантова корекция на грешките. Това означава, че квантовите компютри могат да бъдат мащабирани, без да губят точност – ключов момент за бъдещото им развитие.

Willow освен това е успял да изпълни тест на квантови случайни вериги - настоящия стандарт за оценка на квантовите компютри - за по-малко от пет минути. Сравнено с това, най-бързият суперкомпютър днес би се нуждаел от колосалните 10 септилиона години (това е число с 25 нули) за същата задача. За мащаб: възрастта на Вселената е едва около 13,8 милиарда години. Това постижение е ярък пример за възможностите на квантовите технологии.

Какво означава това за бъдещето?

Квантовите компютри имат потенциала да решават задачи, които днес са напълно непосилни за класическите компютри. Сред възможните приложения са:

  • Разработка на нови лекарства чрез моделиране на молекули на атомно ниво.
  • Създаване на по-ефективни батерии за електрически превозни средства.
  • Ускоряване на изследванията в областта на ядрената енергия и устойчивите източници на енергия.
  • Подобряване на изкуствения интелект чрез по-добра обработка и оптимизация на алгоритми.

Google се надява с помощта на Willow да постигне първите "полезни и извънкласически изчисления" – реални изчислителни задачи, които са невъзможни за изпълнение с днешните технологии.

Какво следва?

Екипът зад Willow си е поставил амбициозна цел: създаване на квантови алгоритми, които могат да се прилагат за практически задачи. В момента Google работи по създаването на по-мащабни и стабилни квантови системи, които да отговорят на предизвикателствата на съвременното общество.

Компанията приканва учени, инженери и програмисти да се включат в това пътешествие, като използват отворените ѝ софтуерни инструменти и образователни ресурси. Google дори предлага нов курс за начинаещи в Coursera, посветен на квантовата корекция на грешките.

Този материал е написан с помощта на изкуствен интелект под контрола и редакцията на поне двама журналисти от Клуб Z. Материалът е част от проекта "От мястото на събитието предава AI".