Google ogłosiło wprowadzenie Willow, nowego procesu kwantowego, który może na zawsze zmienić oblicze technologii obliczeniowej. To przełomowe osiągnięcie umożliwia drastyczne zmniejszenie liczby błędów w miarę zwiększania liczby kubitów, co stanowi rozwiązanie kluczowych problemów korekcji błędów, z którymi naukowcy borykają się od 30 lat. To ważny krok, ponieważ po raz pierwszy systemy kwantowe stają się bardziej efektywne w miarę ich skalowania, a nie mniej.

Kubit, podstawowy element komputerów kwantowych, odzwierciedla złożoność fizyki kwantowej. W przeciwieństwie do klasycznych bitów, które mogą mieć jedynie wartość 0 lub 1, kubity mogą znajdować się w superpozycji tych stanów, co daje im potencjał do równoległego obliczania wielu możliwości. Ta wyjątkowa właściwość kubitów sprawia, że komputery kwantowe mają szansę na olbrzymi postęp w wielu dziedzinach, takich jak kryptografia, odkrywanie leków czy sztuczna inteligencja.

Jednak wyzwania związane z funkcjonowaniem kubitów są ogromne. Ich delikatna natura sprawia, że bardzo łatwo ulegają zakłóceniom, co wpłynęło na współczesne metody obliczeń kwantowych. Tradycyjnie, im więcej kubitów w systemie, tym większa tendencja do błędów, co prowadzi do utraty kwantowego charakteru układu.

Willow to nie tylko technologia – to jeden z pierwszych przykładów skutecznej korekcji błędów w czasie rzeczywistym w nadprzewodzącym układzie kwantowym. Znalezienie sposobu na szybkie korygowanie błędów jest kluczowe dla zbudowania funkcjonalnych komputerów kwantowych, które mogą działać w realnych zastosowaniach, takich jak rozwiązywanie złożonych problemów optymalizacyjnych czy symulacje molekularne.

Dzięki Willow komputery kwantowe zbliżają się do uruchamiania praktycznych algorytmów, które są niemożliwe do wykonania na tradycyjnych komputerach. Testy wydajnościowe pokazały, że Willow jest w stanie wykonać obliczenia w zaledwie 5 minut. Dla porównania, najszybszy obecnie superkomputer potrzebowałby na to 10^25 lat – liczby, która wykracza poza granice naszego pojmowania czasowego i może sugerować, że obliczenia kwantowe zachodzą w wielu równoległych wszechświatach.

Chip Willow był wytworzony w nowoczesnym zakładzie w Santa Barbara, który został zaprojektowany specjalnie do produkcji układów kwantowych. Każdy komponent, od bramek jednostkowych po systemy odczytu, musi działać idealnie, ponieważ jakiekolwiek nieprawidłowości mogą znacznie obniżyć wydajność całego systemu.

Tym samym Willow stanowi kamień milowy w długiej drodze do zbudowania użytecznego komputera kwantowego. Od momentu założenia Google Quantum AI w 2012 roku, celem było rozwijanie technologii, które mogłyby przynieść korzyści społeczeństwu, od odkryć naukowych po praktyczne aplikacje. Dziś jesteśmy o krok bliżej realizacji tej wizji!