Η κβαντική υπολογιστική μόλις έκανε ένα απίστευτο άλμα προς τα εμπρός, με την ανακοίνωση της Google για το πρωτοποριακό chip κβαντικής τεχνολογίας, Willow. Αυτή η ανακάλυψη δεν θέτει απλώς νέα όρια, αλλά τα ανατρέπει εντελώς. Η ομάδα Google Quantum AI αποκάλυψε ότι το Willow μπορεί να εκτελέσει σε λιγότερο από πέντε λεπτά μια εργασία που θα απαιτούσε 10 σεπτίλια χρόνια (10 επτάκις εκατομμύρια χρόνια) για έναν από τους ταχύτερους υπερυπολογιστές του σήμερα.
Για τη σύγκριση, σημειώνεται ότι αυτός ο αριθμός υπερβαίνει κατά πολύ την ηλικία του σύμπαντος και κάθε γνωστό χρονικό όριο στη φυσική.
«Αυτός ο συγκλονιστικός αριθμός ξεπερνά τους γνωστούς χρονικούς ορίζοντες της φυσικής και υποστηρίζει την ιδέα ότι η κβαντική υπολογιστική λαμβάνει χώρα σε πολλαπλά παράλληλα σύμπαντα, σύμφωνα με την υπόθεση του David Deutsch για το πολυσύμπαν», σημειώνουν οι ερευνητές της Google.
Η μακρά πορεία προς την κβαντική υπεροχή
Η ομάδα Google Quantum AI εργάστηκε επί χρόνια με στόχο τη βελτίωση του σχεδιασμού και της κατασκευής κβαντικών bits, των λεγόμενων qubits. Σε αντίθεση με τα κλασικά bits, που αναπαριστούν δεδομένα ως 0 ή 1, τα qubits μπορούν να βρίσκονται σε πολλαπλές καταστάσεις ταυτόχρονα, λόγω της κβαντικής υπέρθεσης.
Με αφετηρία λίγα μόνο qubits, η ομάδα προχώρησε στην κλιμάκωση σε δεκάδες, εστιάζοντας στη μείωση των σφαλμάτων και στη βελτίωση του ελέγχου των αλληλεπιδράσεών τους. Το κρίσιμο βήμα ήταν η δημιουργία ενός "λογικού qubit", που χρησιμοποιεί διόρθωση σφαλμάτων για να λειτουργεί πιο αξιόπιστα από τα μεμονωμένα qubits.
Το 2021, οι ερευνητές εφάρμοσαν τη διόρθωση σφαλμάτων με surface code, δείχνοντας ότι μεγαλύτερα τμήματα του πλέγματος φυσικών qubits μπορούσαν να μειώσουν σημαντικά τα σφάλματα. Αυτό το επίτευγμα έθεσε τα θεμέλια για τις εκπληκτικές δυνατότητες του Willow.
Ο αντίκτυπος του Willow
Το Willow δεν αποτελεί μόνο ένα τεχνολογικό θαύμα, αλλά και μια θεμελιώδη αλλαγή στις υπολογιστικές δυνατότητες. Εργασίες που θεωρούνταν αδύνατες είναι πλέον εφικτές. Τομείς όπως η κρυπτογραφία, η επιστήμη των υλικών και η τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσαν να μετασχηματιστούν από την ταχύτητα και την ισχύ της κβαντικής υπολογιστικής.
Ο δημοσιογράφος επιστημών Ben Brubaker, σε άρθρο του στο Quanta Magazine, έδωσε σημαντικό πλαίσιο:
«Η ομάδα Google Quantum AI αφιέρωσε χρόνια στη βελτίωση του σχεδιασμού και της κατασκευής qubits, κλιμακώνοντας από λίγα σε δεκάδες, και τελειοποιώντας την ικανότητά τους να διαχειρίζονται πολλαπλά qubits ταυτόχρονα. Έπρεπε να δουν αν τα qubits μπορούσαν να συνεργαστούν για να δημιουργήσουν ένα λογικό qubit καλύτερο από το άθροισμα των μερών του».
Το μέλλον της Κβαντικής Υπολογιστικής
Παρότι οι επιδόσεις του Willow είναι πρωτοποριακές, αυτό είναι μόνο η αρχή. Η μελλοντική πρόκληση είναι η περαιτέρω κλιμάκωση των συστημάτων, η βελτίωση της διόρθωσης σφαλμάτων και η εξερεύνηση πρακτικών εφαρμογών σε διάφορους τομείς.
Η ανακάλυψη της Google δεν αφορά μόνο την υπολογιστική. Προκαλεί την κατανόησή μας για την πραγματικότητα. Χρησιμοποιώντας τις ιδιαιτερότητες της κβαντικής μηχανικής, το Willow ανοίγει ένα παράθυρο σε δυνατότητες που άλλοτε θεωρούνταν επιστημονική φαντασία.