O laboratório Quantum AI do Google fez recentemente um grande avanço e lançou um novo chip de computação quântica, Willow. O chip alcançou melhorias significativas na correção de erros quânticos e no desempenho da computação, marcando um grande avanço na computação quântica prática. Willow alcançou a correção de erros quânticos "subliminar" pela primeira vez, resolvendo um problema central que tem atormentado o campo por quase 30 anos, e alcançou uma diminuição exponencial nas taxas de erro ao expandir a escala do array qubit. Isto fornece fortes evidências para a construção de computadores quânticos práticos em grande escala e também indica que a era da computação quântica está chegando.
O Laboratório Quantum AI do Google anunciou recentemente o lançamento de seu mais recente chip de computação quântica Willow, que alcançou grandes avanços em duas áreas principais de correção de erros quânticos e desempenho de computação, dando um passo importante em direção à computação quântica prática.
O avanço mais importante da Willow é a primeira realização da correção de erros quânticos “abaixo do limite”, resolvendo um desafio central que tem atormentado o campo da computação quântica por quase 30 anos. A equipe de pesquisa mostrou em artigo publicado na Nature que ao usar mais qubits, a taxa de erro do sistema caiu exponencialmente.
Em experimentos específicos, os pesquisadores testaram matrizes qubit 3×3, 5×5 e 7×7, respectivamente. À medida que o tamanho da matriz aumenta, a taxa de erro é sempre reduzida pela metade. Esta conquista marca o nascimento do primeiro sistema de protótipo qubit lógico verdadeiramente escalável e fornece fortes evidências para a construção de computadores quânticos práticos em grande escala.
O diretor de hardware da Quantum, Julian Kelly, apresenta Willow e suas conquistas revolucionárias em um vídeo
Desempenho de computação incrívelNo benchmark Random Circuit Sampling (RCS), Willow demonstrou vantagens de desempenho surpreendentes. Concluiu um cálculo em menos de 5 minutos, enquanto os supercomputadores mais rápidos de hoje precisariam de 10 quatrilhões de anos (10 elevado à potência de 25 anos) para completar o mesmo cálculo, um tempo que excede em muito a idade do universo.
O chip Willow é fabricado nas instalações dedicadas de fabricação de chips quânticos do Google em Santa Bárbara e possui 105 qubits. O chip atingiu o melhor nível da indústria em muitos indicadores-chave. Entre eles, o tempo T1 do qubit (o tempo que leva para manter o estado quântico) é próximo de 100 microssegundos, o que é cerca de 5 vezes maior que o produto da geração anterior. .
O próximo passo em direção à praticidadeO fundador do Google Quantum AI Lab disse que o próximo objetivo da equipe é alcançar o primeiro “cálculo de aplicação prática útil que vai além dos computadores clássicos”. Eles acreditam que se espera que a geração de chips da Willow ajude a atingir esse objetivo. As áreas de aplicação potenciais incluem:
descoberta de novo medicamento
Design otimizado de baterias de veículos elétricos
Pesquisa de fusão nuclear
Desenvolvimento de novas energias
Para promover o desenvolvimento da computação quântica, o Google também lançou software de código aberto e recursos educacionais, incluindo novos cursos na plataforma Coursera para ajudar os desenvolvedores a aprender os fundamentos da correção de erros quânticos e explorar conjuntamente futuros cenários de aplicações de computação quântica.
Esta conquista inovadora demonstra o enorme potencial da computação quântica na resolução de problemas complexos e também oferece novas possibilidades para o desenvolvimento futuro da inteligência artificial e de outros campos. O Google disse que a computação quântica se tornará uma ferramenta indispensável para coletar dados de treinamento que não podem ser obtidos por computadores tradicionais, otimizar arquiteturas de aprendizagem específicas e simular sistemas de efeitos quânticos.
O sucesso do chip Willow do Google não só indica que a tecnologia de computação quântica está prestes a entrar numa nova fase de desenvolvimento, mas também demonstra o seu enorme potencial na resolução de desafios globais. No futuro, a computação quântica desempenhará um papel cada vez mais importante em muitos campos, como a investigação e desenvolvimento de medicamentos, a ciência dos materiais e a inteligência artificial.