เมื่อเร็วๆ นี้ห้องปฏิบัติการ Quantum AI ของ Google ได้สร้างความก้าวหน้าครั้งใหญ่และเปิดตัวชิปคอมพิวเตอร์ควอนตัมตัวใหม่ Willow ชิปดังกล่าวได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในด้านการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมและประสิทธิภาพการประมวลผล ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญในการประมวลผลควอนตัมเชิงปฏิบัติ Willow ประสบความสำเร็จในการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม "เกณฑ์ย่อย" เป็นครั้งแรก โดยสามารถแก้ไขปัญหาหลักที่เป็นปัญหาในวงการนี้มาเกือบ 30 ปี และลดอัตราข้อผิดพลาดแบบทวีคูณด้วยการขยายขนาดของอาร์เรย์คิวบิต นี่เป็นหลักฐานที่ชัดเจนสำหรับการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ที่ใช้งานได้จริง และยังบ่งชี้ว่ายุคของคอมพิวเตอร์ควอนตัมกำลังมาถึง
เมื่อเร็วๆ นี้ Google Quantum AI Laboratory ได้ประกาศเปิดตัวชิปประมวลผลควอนตัมรุ่นล่าสุดอย่าง Willow ซึ่งประสบความสำเร็จในความก้าวหน้าครั้งสำคัญใน 2 ด้านหลักคือการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมและประสิทธิภาพในการประมวลผล ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญสู่การประมวลผลควอนตัมเชิงปฏิบัติ
ความก้าวหน้าครั้งสำคัญที่สุดของวิลโลว์คือการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมที่ "ต่ำกว่าเกณฑ์" เป็นครั้งแรก ซึ่งถือเป็นการแก้ปัญหาท้าทายหลักที่รบกวนวงการคอมพิวเตอร์ควอนตัมมาเกือบ 30 ปี ทีมวิจัยแสดงให้เห็นในบทความที่ตีพิมพ์ในนิตยสาร Nature ว่าการใช้ qubit มากขึ้น อัตราข้อผิดพลาดของระบบลดลงอย่างมาก
ในการทดลองเฉพาะเจาะจง นักวิจัยได้ทดสอบอาร์เรย์ควิบิต 3×3, 5×5 และ 7×7 ตามลำดับ เมื่อขนาดอาเรย์เพิ่มขึ้น อัตราข้อผิดพลาดจะลดลงครึ่งหนึ่งทุกครั้ง ความสำเร็จนี้ถือเป็นการกำเนิดของระบบต้นแบบคิวบิตเชิงลอจิคัลที่ปรับขนาดได้อย่างแท้จริงระบบแรก และเป็นหลักฐานที่ชัดเจนสำหรับการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ที่ใช้งานได้จริง
Julian Kelly ผู้อำนวยการฝ่ายฮาร์ดแวร์ควอนตัมแนะนำ Willow และความสำเร็จที่ก้าวล้ำในวิดีโอ
ประสิทธิภาพการประมวลผลที่น่าทึ่งในเกณฑ์มาตรฐานการสุ่มตัวอย่างวงจร (RCS) วิลโลว์ได้แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพอันน่าประหลาดใจ การคำนวณเสร็จสิ้นภายในเวลาไม่ถึง 5 นาที ในขณะที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในปัจจุบันต้องใช้เวลา 10 ล้านล้านปี (10 ยกกำลัง 25 ปี) จึงจะคำนวณแบบเดียวกันได้ ซึ่งยาวนานกว่าอายุของจักรวาลมาก
ชิป Willow ผลิตที่โรงงานผลิตชิปควอนตัมเฉพาะของ Google ในซานตาบาร์บารา และมี 105 คิวบิต ชิปได้ก้าวขึ้นสู่ระดับที่ดีที่สุดในอุตสาหกรรมจากตัวชี้วัดสำคัญหลายประการ โดยในจำนวนนั้น เวลา T1 ของควิบิต (เวลาที่ใช้ในการรักษาสถานะควอนตัม) อยู่ที่เกือบ 100 ไมโครวินาที ซึ่งสูงกว่าผลิตภัณฑ์รุ่นก่อนหน้าประมาณ 5 เท่า .
ก้าวต่อไปสู่การปฏิบัติจริงผู้ก่อตั้ง Google Quantum AI Lab กล่าวว่าเป้าหมายต่อไปของทีมคือการบรรลุ "การคำนวณแอปพลิเคชันที่เป็นประโยชน์ที่เป็นประโยชน์ ซึ่งนอกเหนือไปจากคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม" พวกเขาเชื่อว่าชิปรุ่นของ Willow ได้รับการคาดหวังเพื่อช่วยให้บรรลุเป้าหมายนี้ พื้นที่การใช้งานที่เป็นไปได้ ได้แก่ :
การค้นพบยาใหม่
การออกแบบแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าให้เหมาะสม
การวิจัยนิวเคลียร์ฟิวชัน
การพัฒนาพลังงานใหม่
เพื่อส่งเสริมการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัม Google ยังได้เปิดตัวซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สและทรัพยากรทางการศึกษา รวมถึงหลักสูตรใหม่บนแพลตฟอร์ม Coursera เพื่อช่วยให้นักพัฒนาเรียนรู้พื้นฐานของการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม และร่วมกันสำรวจสถานการณ์การใช้งานคอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคต
ความสำเร็จที่ก้าวล้ำนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพมหาศาลของคอมพิวเตอร์ควอนตัมในการแก้ปัญหาที่ซับซ้อน และยังมอบความเป็นไปได้ใหม่ๆ สำหรับการพัฒนาปัญญาประดิษฐ์และสาขาอื่นๆ ในอนาคต Google กล่าวว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะกลายเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในการรวบรวมข้อมูลการฝึกอบรมที่คอมพิวเตอร์แบบเดิมไม่สามารถรับได้ การเพิ่มประสิทธิภาพสถาปัตยกรรมการเรียนรู้เฉพาะ และการจำลองระบบเอฟเฟกต์ควอนตัม
ความสำเร็จของชิป Willow ของ Google ไม่เพียงแต่บ่งชี้ว่าเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควอนตัมกำลังจะเข้าสู่การพัฒนาขั้นใหม่ แต่ยังแสดงให้เห็นถึงศักยภาพมหาศาลในการแก้ปัญหาความท้าทายระดับโลกอีกด้วย ในอนาคต คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในหลายสาขา เช่น การวิจัยและพัฒนายา วัสดุศาสตร์ และปัญญาประดิษฐ์