Η Google ανακοίνωσε τον ταχύτερο υπολογιστή όλων των εποχών. Το κβαντικό chip (video)

 medlabnews.gr

Η Google, τουλάχιστον σύμφωνα με τους ισχυρισμούς της, αναφέρει ότι το νέο της quantum chip μάλλον εισέρχεται σε παράλληλα σύμπαντα για να επιτύχει το εξαιρετικό αποτέλεσμα. Η εταιρεία αποκάλυψε πριν από λίγες ημέρες το νέο quantum chip το οποίο αποκαλείται Willow και το οποίο μπορεί να ξεπεράσει ως προς τις επιδόσεις οποιονδήποτε υπερυπολογιστή στον κόσμο.

Οι επιδόσεις του Willow είναι απίστευτες, πραγματοποίησε υπολογισμούς σε λιγότερο από πέντε λεπτά, που ένας από τους ταχύτερους υπερυπολογιστές θα χρειαζόταν ασύλληπτα χρόνια για να μπορέσει να το επιτύχει (10 septillion years), ανέφερε η Google στο επίσημο blog post της. Ο αριθμός αυτός ξεπερνά τις κλίμακες στην φυσική και την ηλικία του ίδιου του σύμπαντος, ενώ αποδεικνύει την ιδέα ότι ο κβαντικός υπολογισμός λαμβάνει χώρα σε πολλά παράλληλα σύμπαντα.

Για να το θέσουμε αλλιώς. Η Google υποστηρίζει εν ολίγοις ότι το chip της είναι τόσο γρήγορο που οι υπολογισμοί λαμβάνουν χώρα σε παράλληλα σύμπαντα.

Το Willow είναι ένα chip 100 κβαντικών bit. Σε αντίθεση με τους συμβατικούς υπολογιστές, οι οποίοι βασίζονται δυαδικό σύστημα, οι κβαντικοί υπολογιστές βασίζονται σε qubits. Η διαφορά από το «κλασσικό» δυαδικό ψηφίο (bit) είναι ότι ενώ το bit μπορεί να πάρει μόνο μια από δύο δυνατές τιμές, (είτε μηδέν 0 είτε ένα 1) το qubit είναι μια υπέρθεση (άθροισμα) και των δύο καταστάσεων ταυτόχρονα.

Το τσιπ αντιμετωπίζει δύο σημαντικά προβλήματα με τους κβαντικούς υπολογιστές όπως τους γνωρίζουμε σήμερα. Πρώτον, η Google ισχυρίζεται ότι το Willow μπορεί να μειώσει «εκθετικά» τα σφάλματα των κβαντικών υπολογιστών. Οι κβαντικοί υπολογιστές, όπως εξηγεί το Azure Quantum της Microsoft, είναι πιο επιρρεπείς σε σφάλματα από τους κλασικούς υπολογιστές επειδή υπάρχουν σε εύθραυστες καταστάσεις.

Και οι ερευνητές πιστεύουν ότι οι κβαντικοί υπολογιστές χρειάζονται περισσότερα qubits για να είναι πιο ισχυροί - αλλά περισσότερα qubits σημαίνουν επίσης περισσότερα σφάλματα. Η αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος των σφαλμάτων αποτελεί εδώ και καιρό μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις του τομέα της κβαντικής πληροφορικής - μια πρόκληση που η Google μπορεί να είναι σε θέση να αντιμετωπίσει.

«Όσο περισσότερα qubits χρησιμοποιούμε στο Willow, τόσο περισσότερο μειώνουμε τα σφάλματα και τόσο πιο κβαντικό γίνεται το σύστημα», γράφει ο Hartmut Neven, επικεφαλής της Google Quantum AI (ένα qubit είναι μια βασική μονάδα κβαντικής πληροφορίας και το δομικό στοιχείο για έναν κβαντικό υπολογιστή).

«Δοκιμάσαμε όλο και μεγαλύτερες συστοιχίες φυσικών qubits, κλιμακούμενες από ένα πλέγμα 3x3 κωδικοποιημένων qubits, σε ένα πλέγμα 5x5, σε ένα πλέγμα 7x7 - και κάθε φορά, χρησιμοποιώντας τις τελευταίες μας προόδους στην κβαντική διόρθωση σφαλμάτων, καταφέραμε να μειώσουμε το ποσοστό σφαλμάτων στο μισό. Με άλλα λόγια, επιτύχαμε εκθετική μείωση του ποσοστού σφάλματος», συνέχισε ο Neven.

Η Google εργάζεται πάνω σε κβαντικά τσιπ την τελευταία δεκαετία. Το τελευταίο της τσιπ Willow είναι τόσο γρήγορο που μπορεί να ολοκληρώσει έναν υπολογισμό σε λιγότερο από πέντε λεπτά, ενώ για τον ίδιο υπολογισμό ένας κορυφαίος υπερυπολογιστής του σήμερα, όπως ο υπερυπολογιστής Frontier στο Τενεσί, χρειάζεται 10 επτακισεκατομμύρια χρόνια, κοινώς περισσότερο χρόνο από τη διάρκεια ζωής του σύμπαντός μας.

«Αυτό προσδίδει αξιοπιστία στην ιδέα ότι ο κβαντικός υπολογισμός λαμβάνει χώρα σε πολλά παράλληλα σύμπαντα, σύμφωνα με την ιδέα ότι ζούμε σε ένα πολυσύμπαν», δήλωσε ο Neven, επικαλούμενος την πρόβλεψη του David Deutsch που περιγράφεται λεπτομερώς στο βιβλίο του "The Fabric of Reality" του 1997.

Το 2019, η Google είχε κάνει προηγουμένως έναν κβαντικό υπολογισμό σε 200 δευτερόλεπτα που θα χρειαζόταν στον ταχύτερο υπερυπολογιστή εκείνης της εποχής 10.000 χρόνια. Όμως η IBM απέρριψε τους ισχυρισμούς της, υποστηρίζοντας ότι ένας κλασικός υπολογιστής θα μπορούσε να κάνει τον ίδιο υπολογισμό με μεγαλύτερη «πιστότητα» σε 2.5 ημέρες και υποστήριξε ότι η «κβαντική υπεροχή» δεν έχει ακόμη επιτευχθεί.

Ενώ οι κβαντικοί υπολογιστές βρίσκονται αναμφισβήτητα ακόμη σε πρώιμο στάδιο, ορισμένοι ερευνητές έχουν ήδη αρχίσει να δείχνουν πώς τέτοιες μηχανές θα μπορούσαν να διαταράξουν τη ζωή μας στο μέλλον - ή ενδεχομένως να την κάνουν καλύτερη. Κινέζοι ερευνητές έχουν αρχίσει να σπάνε στρατιωτικού επιπέδου κρυπτογράφηση με μία μηχανή, επιβεβαιώνοντας εν μέρει τη θεωρία ότι οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούσαν τελικά να καταστήσουν τις σημερινές μεθόδους κρυπτογράφησης παρωχημένες.

Αλλά οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούσαν επίσης να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε καλύτερα το σύμπαν και να λύσουν δύσκολα υπολογιστικά προβλήματα. Καθώς η βιομηχανία αναπτύσσεται, ορισμένες κβαντικές εταιρείες επιδιώκουν επίσης να εγκαταστήσουν την παραγωγή στη Βόρεια Αμερική για να διασφαλίσουν την εθνική ασφάλεια της Αμερικής και του Καναδά.