Pokazali nowy układ kwantowy. Tradycyjne superkomputery mogą się schować

Komputery kwantowe wykorzystują zjawiska mechaniki kwantowej, takie jak superpozycja i splątanie, by wykonywać obliczenia o wiele szybciej niż tradycyjne komputery w określonych zadaniach. 

Choć są uważane za przyszłość technologii, wciąż znajdujemy się na wczesnym etapie ich rozwoju, a naukowcy muszą zmierzyć się z wieloma wyzwaniami, takimi jak stabilność kubitów i kontrola błędów. Mimo to producenci, jak IBM, Google czy Intel, intensywnie pracują nad konstrukcją coraz doskonalszych chipów kwantowych, przybliżając nas do rewolucji w obliczeniach.

Obejrzyj w

Układ kwantowy Google Willow 

Firma Google zaprezentowała układ kwantowy Willow ze 105 kubitami, który został zaprojektowany z myślą o wydajności i elastyczności. Chip powstał w najnowszym zakładzie w Santa Barbara, który specjalizuje się w nadprzewodzących kwantowych układach scalonych.

Willow swoimi możliwościami wykracza poza tradycyjne superkomputery. Przykładem może być test losowego próbkowania obwodów (RCS), szeroko stosowany do oceny wydajności maszyn – Willow wykonał to zadanie w około 5 minut, podczas gdy jeden z najwydajniejszych superkomputerów na świecie, Frontier, potrzebowałby na to aż 10 septylionów lat (to więcej niż szacowany wiek wszechświata). 

Porównanie pokazuje wykładniczo rosnącą lukę między informatyką klasyczną, a kwantową. Warto jednak zauważyć, że konstruktorzy opierali się tutaj na ostrożnych założeniach, uwzględniając bardzo optymistyczny scenariusz względem tradycyjnego superkomputera.

Przełom w komputerach kwantowych 

Oprócz świetnej wydajności, nowy chip dokonał przełomu w kwestii korekcji błędów. Błędy to jedno z największych wyzwań w komputerach kwantowych, ponieważ kubity są bardzo wrażliwe i łatwo tracą informacje. Im więcej kubitów jest używanych, tym większe ryzyko pojawienia się błędów. Prace nad rozwiązaniem problemu trwały od 20 lat. 

Badania naukowców wykazały, że przy zwiększaniu kubitu logicznego od siatki 3 x 3, przez 5 x 5, aż do 7 x 7 kubitów fizycznych, poziom błędów zmniejszał się dwukrotnie na każdym etapie. Tak wysokiej skuteczności korekcji błędów nie osiągnięto nigdy wcześniej, co daje solidne podstawy do budowy wielkoskalowego komputera kwantowego wolnego od błędów. Szczegółowe wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature. 

Obejrzyj w

Rewolucja w technologii 

Opracowanie nowego chipu to duży krok w stronę skonstruowania wielkoskalowego komputera kwantowego z korekcją błędów. Taka maszyna mogłaby przynieść odkrycia, które nie są możliwe z zastosowaniem klasycznych superkomputerów - od pomocy w odkrywaniu nowych leków, przez projektowanie bardziej wydajnych baterii pojazdów elektrycznych, po przyspieszony postęp w fuzji i nowych alternatywnych źródłach energii.