El laboratorio de IA cuántica de Google logró recientemente un gran avance y lanzó un nuevo chip de computación cuántica, Willow. El chip ha logrado mejoras significativas en la corrección de errores cuánticos y el rendimiento informático, lo que marca un gran paso adelante en la computación cuántica práctica. Willow logró por primera vez una corrección de errores cuánticos "por debajo del umbral", resolviendo un problema central que ha plagado el campo durante casi 30 años, y logró una disminución exponencial en las tasas de error al expandir la escala de la matriz de qubits. Esto proporciona pruebas sólidas para la construcción de computadoras cuánticas prácticas a gran escala y también indica que la era de la computación cuántica está llegando.
Google Quantum AI Laboratory anunció recientemente el lanzamiento de su último chip de computación cuántica Willow, que ha logrado importantes avances en dos áreas clave de corrección de errores cuánticos y rendimiento informático, dando un paso clave hacia la computación cuántica práctica.
El avance más importante de Willow es la primera realización de la corrección de errores cuánticos "por debajo del umbral", resolviendo un desafío central que ha plagado el campo de la computación cuántica durante casi 30 años. El equipo de investigación demostró en un artículo publicado en la revista Nature que al utilizar más qubits, la tasa de error del sistema caía exponencialmente.
En experimentos específicos, los investigadores probaron matrices de qubits de 3×3, 5×5 y 7×7 respectivamente. A medida que aumenta el tamaño de la matriz, la tasa de error se reduce a la mitad cada vez. Este logro marca el nacimiento del primer prototipo de sistema qubit lógico verdaderamente escalable y proporciona pruebas sólidas para la construcción de computadoras cuánticas prácticas a gran escala.
El director de Quantum Hardware, Julian Kelly, presenta a Willow y sus revolucionarios logros en vídeo
Increíble rendimiento informáticoEn la prueba comparativa de muestreo aleatorio de circuitos (RCS), Willow demostró asombrosas ventajas de rendimiento. Completó un cálculo en menos de cinco minutos, mientras que las supercomputadoras más rápidas de hoy necesitarían 10 cuatrillones de años (10 elevado a 25 años) para completar el mismo cálculo, que es mucho más largo que la edad del universo.
El chip Willow se fabrica en las instalaciones dedicadas a la fabricación de chips cuánticos de Google en Santa Bárbara y tiene 105 qubits. El chip ha alcanzado el mejor nivel de la industria en muchos indicadores clave, entre ellos, el tiempo T1 del qubit (el tiempo que lleva mantener el estado cuántico) es cercano a los 100 microsegundos, aproximadamente 5 veces mayor que el producto de la generación anterior. .
El siguiente paso hacia la practicidadEl fundador de Google Quantum AI Lab dijo que el próximo objetivo del equipo es lograr la primera "aplicación práctica útil de cálculo que vaya más allá de las computadoras clásicas". Creen que se espera que la generación de chips de Willow ayude a lograr este objetivo. Las posibles áreas de aplicación incluyen:
nuevo descubrimiento de fármacos
Diseño optimizado de baterías de vehículos eléctricos
Investigación sobre fusión nuclear
Nuevo desarrollo energético
Para promover el desarrollo de la computación cuántica, Google también lanzó software de código abierto y recursos educativos, incluidos nuevos cursos en la plataforma Coursera para ayudar a los desarrolladores a aprender los conceptos básicos de la corrección de errores cuánticos y explorar conjuntamente futuros escenarios de aplicaciones de computación cuántica.
Este gran logro demuestra el enorme potencial de la computación cuántica para resolver problemas complejos y también ofrece nuevas posibilidades para el desarrollo futuro de la inteligencia artificial y otros campos. Google dijo que la computación cuántica se convertirá en una herramienta indispensable para recopilar datos de entrenamiento que las computadoras tradicionales no pueden obtener, optimizar arquitecturas de aprendizaje específicas y simular sistemas de efectos cuánticos.
El éxito del chip Willow de Google no sólo indica que la tecnología de computación cuántica está a punto de entrar en una nueva etapa de desarrollo, sino que también demuestra su enorme potencial para resolver desafíos globales. En el futuro, la computación cuántica desempeñará un papel cada vez más importante en muchos campos, como la investigación y el desarrollo de fármacos, la ciencia de materiales y la inteligencia artificial.