Лаборатория квантового искусственного интеллекта Google недавно совершила крупный прорыв и выпустила новый чип квантовых вычислений Willow. Чип достиг значительных улучшений в квантовой коррекции ошибок и производительности вычислений, что стало важным шагом вперед в практических квантовых вычислениях. Уиллоу впервые добилась «подпороговой» квантовой коррекции ошибок, решив основную проблему, которая мучила эту область в течение почти 30 лет, и добилась экспоненциального снижения частоты ошибок за счет расширения масштаба массива кубитов. Это дает убедительные доказательства в пользу создания практических крупномасштабных квантовых компьютеров, а также указывает на приближение эры квантовых вычислений.
Лаборатория квантового искусственного интеллекта Google недавно объявила о выпуске своего новейшего чипа квантовых вычислений Willow, который добился крупных прорывов в двух ключевых областях квантовой коррекции ошибок и производительности вычислений, сделав ключевой шаг на пути к практическим квантовым вычислениям.
Самым важным прорывом Уиллоу является первая реализация квантовой коррекции ошибок «ниже порога», решающая основную проблему, которая преследовала область квантовых вычислений в течение почти 30 лет. В статье, опубликованной в журнале Nature, исследовательская группа показала, что при использовании большего количества кубитов частота ошибок системы снижается экспоненциально.
В конкретных экспериментах исследователи протестировали массивы кубитов 3×3, 5×5 и 7×7 соответственно. По мере увеличения размера массива частота ошибок каждый раз уменьшается вдвое. Это достижение знаменует собой рождение первого по-настоящему масштабируемого прототипа системы логических кубитов и является убедительным доказательством необходимости создания практических крупномасштабных квантовых компьютеров.
Директор по квантовому оборудованию Джулиан Келли представляет Willow и ее выдающиеся достижения в видео
Потрясающая вычислительная производительностьВ тесте Random Circuit Sampling (RCS) Willow продемонстрировала поразительные преимущества в производительности. Он выполнил расчет менее чем за 5 минут, в то время как самым быстрым суперкомпьютерам сегодня потребовалось бы 10 квадриллионов лет (10 в 25-й степени), чтобы выполнить тот же расчет, что намного дольше, чем возраст Вселенной.
Чип Willow производится на специализированном предприятии Google по производству квантовых чипов в Санта-Барбаре и имеет 105 кубитов. Чип достиг лучшего в отрасли уровня по многим ключевым показателям, среди них время Т1 кубита (время, необходимое для поддержания квантового состояния) близко к 100 микросекундам, что примерно в 5 раз выше, чем у продукта предыдущего поколения. .
Следующий шаг к практичностиОснователь Google Quantum AI Lab заявил, что следующей целью команды является достижение первых «полезных практических расчетов, выходящих за рамки классических компьютеров». Они полагают, что поколение чипов Willow поможет достичь этой цели. Потенциальные области применения включают в себя:
открытие нового лекарства
Оптимизированная конструкция аккумуляторов электромобилей
Исследования ядерного синтеза
Развитие новой энергетики
Чтобы способствовать развитию квантовых вычислений, Google также запустил программное обеспечение с открытым исходным кодом и образовательные ресурсы, в том числе новые курсы на платформе Coursera, которые помогут разработчикам изучить основы квантовой коррекции ошибок и совместно исследовать будущие сценарии применения квантовых вычислений.
Это прорывное достижение демонстрирует огромный потенциал квантовых вычислений в решении сложных проблем, а также открывает новые возможности для будущего развития искусственного интеллекта и других областей. В Google заявили, что квантовые вычисления станут незаменимым инструментом для сбора обучающих данных, которые невозможно получить с помощью традиционных компьютеров, оптимизации конкретных архитектур обучения и моделирования систем квантового эффекта.
Успех чипа Willow от Google не только указывает на то, что технология квантовых вычислений вот-вот выйдет на новый этап развития, но и демонстрирует ее огромный потенциал в решении глобальных проблем. В будущем квантовые вычисления будут играть все более важную роль во многих областях, таких как исследования и разработки лекарств, материаловедение и искусственный интеллект.