גוגל הציגה זה עתה את Willow, המעבד הקוונטי הראשון שבו קיוביטים מתוקנים משתפרים באופן אקספוננציאלי ככל שהם גדלים. מספיק לנפץ את כל שיאי החישובים מול מחשבי-על מסורתיים מיושנים...
, חשפה זה עתה את השבב החדש שלו בשםעֲרָבָה. המורכב מ-105 קיוביטים, שבב מוליך-על זה מציג ביצועים חסרי תקדים והוא מסוגל להפחית שגיאות באופן אקספוננציאלי, ולפתור את אחת המלכודות החשובות ביותר בהן נתקל מחשוב קוונטי. מספיק כדי לסלול באמת את הדרך לעידן חדש, גם אם הדרך עוד ארוכה.
קוביט וטעויות קוונטיות: על מה אנחנו מדברים?
וqubit, התכווצות של "כַמָה" (או "סיבית קוונטית"), היא היחידה הבסיסית של מידע קוונטי. בניגוד לביט קלאסי, שיכול לקחת רק את הערכים 0 או 1, קיוביט יכול להיות בסופרפוזיציה של שני המצבים הללו. תכונה ייחודית זו מאפשרת למחשבים קוונטיים לחקור מספר אקספוננציאלי של אפשרויות בו-זמנית, וסוללת את הדרך ליכולות חישוב חסרות תקדים.
למרבה הצער, קיוביטים הם מערכות שבריריות ביותר ורגישות להפרעות בסביבתן. שגיאות קוונטיות, כגון שגיאות שלמעט-היפוך(החלפת קיוביט ממצב אחד לאחר),היפוך שלב(שינוי השלב היחסי בין שני מצבים של קיוביט), דליפה (שגיאות בקרה או מדידה שהופכות את הקיוביט לבלתי שמיש) או דה-קוהרנטיות (אובדן מידע קוונטי לאורך זמן), יכולה להתרחש ולשנות את המידע המאוחסן בקיוביטים, ולסכן את.
ערבה: צעד ענק קדימה בתיקון שגיאות
החוזק האמיתי של ווילו טמון דווקא ביכולת שלה ליישם אתיקון שגיאות קוונטיביעילות. הטכניקה שבה נעשה שימוש, שתאורטית במשך כמעט 30 שנה, שואפת להגן על מידע קוונטי על ידי קיבוץ קיוביטים פיזיים לרשתות הנקראות "קודי שטח". כל קוד משטח משתמש במערך ריבועי של קיוביטים כדי ליצור קיוביט לוגי חזק יותר. התיאוריה חוזה שככל שקוד השטח גדול יותר, כך הקיוביט הלוגי מוגן יותר והביצועים טובים יותר.
עם זאת, הגדלת גודל הרשת פירושה גם הגדלת האפשרויות לשגיאות. Willow מסמנת פריצת דרך על ידי הדגמת דיכוי שגיאות מעריכי עם הגדלת גודל קוד השטח. כלומר, בכל פעם שגודל הרשת מוגדל, שיעור השגיאות המקודד מתחלק. תוצאות אלו מאששות תחזיות תיאורטיות ומוכיחות שתיקון שגיאות קוונטי אכן אפשרי. ווילו הופכת אפוא לאב-טיפוס הקיוביט הלוגי הניתן להרחבה המשכנע באמת הראשון, המסוגל להתגבר על מגבלות המרכיבים הפיזיים שלו.
ביצועים מדהימים בהשוואה למחשבי-על מסורתיים
כדי להעריך את הביצועים של ווילו, גוגל השתמשה במדד סטנדרטי בשם RCS (דגימת מעגל אקראית, או "דגימת מעגל אקראית"). הוא מורכב מביצוע מעגלים קוונטיים אקראיים, המורכבים משערים קוונטיים המופעלים בסדר שרירותי, על מעבד קוונטי. לאחר מכן המעבד מייצר סדרה של תוצאות, התואמות למדידות של הקיוביטים בפלט המעגל. הקושי של מחשבים קלאסיים נעוץ בהדמיית מעגלים אקראיים אלה ובשחזור התפלגות ההסתברות של תוצאות המדידה.
מבחן זה, שנחשב לאחד הקשים ביותר עבור מחשבים קלאסיים, מאפשר להשוות ביעילות את היכולות של מחשבי קוונטים לאלו של מחשבי-על. והתוצאות שהשיגה ווילו הן נפלאות: השבב ביצע חישוב בפחות מחמש דקות שייקח10 ספטיליון שנים(כלומר 1025שנים, כלומר 1 ואחריו 24 אפסים) לאחד ממחשבי העל הנוכחיים החזקים ביותר. נתון זה, העולה בהרבה על גיל היקום, ממחיש בצורה דרמטית את הפוטנציאל של מחשוב קוונטי.
Willow ממוקם כשבב עם הביצועים הטובים ביותר עד כה, הן מבחינת תיקון שגיאות והן מבחינת ביצועי השוואת RCS. הזמנים שלעֲקֵבִיוּת, שמודדים כמה זמן קיוביטים יכולים לשמור על מצבם הקוונטי, שופרו גם הם באופן משמעותי, והגיעו לכמעט 100 מיקרו שניות. ביצועים אלו מאשרים כי המחשוב הקוונטי נכנס לעידן חדש, עם יכולות מחשוב שאינן נגישות למכונות מסורתיות ומחשוב "בינארי".
קרא גם:
לקראת יישומים קונקרטיים של מחשוב קוונטי?
למרות ההתקדמות הללו,. האתגר הבא של התחום הוא להדגים חישוב ראשון שימושי על שבבים קוונטיים נוכחיים, הרלוונטיים ליישומים בעולם האמיתי. עד כה, הניסויים התמקדו באמות מידה כמו RCS, המודדות ביצועים סינתטיים ביחס למחשבים קלאסיים אך אין להם יישומים מעשיים ידועים, או בסימולציות של מערכות קוונטיות מעניינות מבחינה מדעית אך נותרות ניתנות להשגה בזמן סביר במחשבים קונבנציונליים.
המטרה היא כעת לשלב את שני ההיבטים הללו: ליצור אלגוריתמים שאינם נגישים למחשבים קלאסיים תוך שימוש לבעיות קונקרטיות. גוגל אופטימית שדור ה-Willow של השבבים יצליח להשיג את המטרה הזו. החברה גם מעודדת שיתוף פעולה וחדשנות על ידי הפיכת תוכנת הקוד הפתוח והמשאבים החינוכיים שלה לרשות חוקרים, מהנדסים ומפתחים.
קרא גם:
🔴 כדי לא לפספס שום חדשות 01net, עקבו אחרינוחדשות גוגלetוואטסאפ.
מקור: Google Quantum AI
