השבב הקוונטי החדש של גוגל ווילו. (גוגל)
לַמרוֹתלקראת עשייהמערכות מעשיות מבוססות קיוביט נותרות לא יציבות ופגיעות מאוד לשגיאות, משהו שגוגל אולי עשתה צעד גדול לקראת תיקון.
באמצעות שבב קוונטי שנחשף לאחרונה בשם ווילו, מהנדסי גוגל עברו אבן דרך משמעותית בטיפול בשגיאות. באופן ספציפי, הם הצליחו לשמור על קיוביט לוגי בודד יציב מספיק כך שגיאות מתרחשות אולי פעם בשעה, וזה שיפור עצום בהתקנות קודמות שנכשלו כל כמה שניות.
קוביטיםהם אבני הבניין הבסיסיות של מידע קוונטי. בניגוד לביטים של המחשוב הקלאסי, שיכולים לאחסן 1 או 0, קיוביטים אלה יכולים לאחסן 1, 0 או סופרפוזיציה של שניהם. השילוב הוא כלי רב עוצמה בעיצוב אלגוריתמים שיכולים לחסל בעיות שייקח למחשב קלאסי יותר מדי זמן לפתור, אם הם היו יכולים לנהל את זה בכלל.
למרבה הצער קיוביטים הם דברים עדינים, הסופרפוזיציות שלהם נוטות להסתבך עם הסביבה ולאבד את התכונות המתמטיות שלהם. בעוד שהמערכות של היום חזקות מספיק כדי להבטיח אמינות של 99.9 אחוזים, מערכות מעשיות צריכות ששיעור השגיאות יהיה קרוב יותר לאחד לטריליון.
כדי להתמודד עם שגיאות בקיוביטים שבירים אלה, חוקרים יכולים להפיץ קיוביט לוגי יחיד על פני מספר חלקיקים בסופרפוזיציה. עם זאת, קנה מידה זה עובד רק אם הקיוביטים הפיזיים הנוספים מתקנים שגיאות מהר יותר ממה שהם מייצרים.
"Willow הוא המעבד הראשון שבו קיוביטים מתוקנים בשגיאות משתפרים באופן אקספוננציאלי ככל שהם גדלים."לִכתוֹבמייקל ניומן וקווין סאצינגר, מדעני מחקר מצוות Google Quantum AI.
"בכל פעם שאנו מגדילים את הקיוביטים המקודדים שלנו מ-3×3 ל-5×5 ל-7×7 של קווים פיזיים, שיעור השגיאה המקודד נדחק בפקטור של שניים."
עֲרָבָהיש 105 קיוביטים פיזיים, ושילוב של הארכיטקטורה שלו והאלגוריתמים לתיקון השגיאות שבהם הוא משתמש הובילו להצלחתו במונחים של יציבות - כאשר יותר קיוביטים פירושם פחות שגיאות.
זו כבר בעיה מאזתיקון שגיאות קוונטיטכניקות הוצגו לראשונה באמצע שנות ה-90. אמנם יש עוד דרך ארוכה לפני מימוש מלא, פעולות קוונטיות בקנה מידה גדול עשויות לפחות להיות אפשריות בעקבות גישה זו.
"זה מדגים את דיכוי השגיאות האקספוננציאלי שהובטח על ידי תיקון שגיאות קוונטי, מטרה בת כמעט 30 שנה למחשוב קוונטי והמרכיב המרכזי לפתיחת יישומים קוונטיים בקנה מידה גדול."לִכתוֹבניומן וסאצינגר.
יציבות היא לא היתרון היחיד של ווילו: גוגל אומרת שהיא מסוגלת להשלים משימה קוונטית ספציפית בחמש דקות שתיקח לאחד ממחשבי העל המהירים ביותר שלנו 10 ספטיליון שנה (זו משימה שנוצרה במיוחד עבור, אבל זה עדיין מראה מה אפשרי).
שגיאות תמיד יהיו קיימות, אבל מה שהחוקרים שואפים לעשות הוא להפוך אותם נדירים מספיק כדי שעיבוד קוונטי יהיה מעשי. זה ידרוש חומרה טובה יותר, יותר קיוביטים ואלגוריתמים משודרגים.
"תיקון השגיאות הקוונטי נראה כאילו הוא עובד עכשיו, אבל יש פער גדול בין שיעורי השגיאות של אחד לאלף היום לבין שיעורי השגיאות של אחד לטריליון הדרושים מחר."לִכתוֹבניומן וסאצינגר.
גרסת תצוגה מקדימה לא ערוכה של המחקר פורסמה בטֶבַע.
