“Приголомшливо потужний” квантовий процесор Willow перевертає уявлення про комп’ютери

Підпис до фото, Новий процесор Willow

• Author, Кріс Валланс
• Role, Старший кореспондент з питань технологій
• 42 хвилин(и) тому

Google представила новий процесор, який, як стверджує компанія, за п’ять хвилин може розв’язати задачу, для виконання якої найшвидшим у світі суперкомп’ютерам наразі знадобилося б десять септильйонів – або 10 000 000 000 000 000 000 000 000 років.

Цей процесор є останньою розробкою в галузі, відомій як квантові обчислення. Вона намагається використати принципи фізики елементарних частинок для створення нового типу неймовірно потужного комп’ютера.

Google каже, що його новий квантовий процесор, який отримав назву “Willow”, став ключовим “проривом” та “прокладає шлях до корисного, великомасштабного квантового комп’ютера”.

Однак експерти кажуть, що Willow на цей момент є переважно експериментальним пристроєм, а для розробки квантового комп’ютера, достатньо потужного для вирішення широкого кола проблем реального світу, знадобиться кілька років і мільярди доларів.

Квантова суперечка

Квантові комп’ютери працюють принципово інакше, ніж процесори у вашому телефоні чи ноутбуці.

Вони використовують квантову механіку – дивну поведінку надмаленьких частинок – для розвʼязання задач набагато швидше, ніж традиційні комп’ютери.

Є надія, що квантові комп’ютери зрештою зможуть використовувати цю здатність для значного прискорення складних процесів, таких як створення нових ліків.

Є також побоювання, що їх зможуть використати з лихою метою – наприклад, для зламу деяких типів шифрування, які використовують для захисту конфіденційних даних.

У лютому Apple оголосила, що шифрування, яке захищає чати iMessage, роблять “захищеним від квантума”, щоб уникнути їхнього зламу потужними квантовими комп’ютерами майбутнього.

Хартмут Невен очолює лабораторію Google Quantum AI, яка створила Willow, і називає себе “головним оптимістом” проєкту.

Він сказав BBC, що Willow будуть використовувати у деяких практичних цілях, але наразі відмовився надавати більше деталей.

Але процесор, здатний виконувати комерційні завдання, не з’явиться раніше кінця десятиліття, сказав він.

Спочатку цю технологію використовуватимуть для симуляції систем, де важливі квантові ефекти.

“Наприклад, коли йдеться про проєктування термоядерних реакторів, для розуміння функціонування ліків і фармацевтичних розробок, для розробки кращих автомобільних акумуляторів та іншого довгого списку таких завдань”, – каже він.

Яблука та апельсини

Невен сказав BBC, що завдяки своїй продуктивності Willow – “це найкращий квантовий процесор, створений на сьогодні”.

Водночас професор Алан Вудворд, експерт з обчислювальної техніки з Університету Суррея, каже, що квантові комп’ютери будуть краще виконувати низку завдань, ніж нинішні “класичні” комп’ютери, але вони їх не замінять.

Він застерігає від перебільшення важливості досягнення Willow під час одного випробування.

“Потрібно бути обережним, щоб не порівнювати яблука та апельсини”, – сказав він BBC.

Google обрав для використання як еталон продуктивності задачу, яка була “спеціально розроблена для квантового комп’ютера”, і це не продемонструвало “універсального прискорення порівняно з класичними комп’ютерами”.

Тим не менш, він каже, що Willow являє собою значний прогрес, зокрема у так званому виправленні помилок.

Дуже простою мовою, чим кориснішим є квантовий комп’ютер, тим більше квантових бітів він має.

Однак основною проблемою цієї технології є те, що вона схильна до помилок – і раніше зі збільшенням квантових бітів у процесорі ця тенденція також посилювалася.

Але дослідники Google кажуть, що їм вдалося змінити цю ситуацію та спроєктувати та запрограмувати новий процесор таким чином, щоб рівень помилок у всій системі зі збільшенням кількості квантових бітів зменшився.

Невен вважає, що це був великий “прорив”, який подолав ключову проблему, вирішення якої галузь шукала “майже 30 років”.

“Якби у вас був літак лише з одним двигуном, це спрацювало б, але мати два двигуни – безпечніше, а чотири – ще безпечніше”, – сказав він ВВС.

Помилки є значною перешкодою для створення більш потужних квантових комп’ютерів, і ця розробка стала “обнадійливою для всіх, хто прагне створити практичний квантовий комп’ютер”, каже професор Вудворд.

Але сама компанія Google зазначає, що для розробки квантових комп’ютерів, придатних для практичного використання, рівень помилок все ще має бути набагато нижчим, ніж той, який демонструє Willow.

Підпис до фото, Співробітники Google працюють над кріостатом, який охолоджує процесорWillow виготовили на новому, спеціально побудованому заводі Google у Каліфорнії.

Зараз багато країн по всьому світу інвестують у квантові обчислення.

У Великій Британії нещодавно запустили Національний центр квантових обчислень (NQCC).

Його директор Майкл Катберт сказав BBC, що він обережно ставиться до формулювань, які підживлюють “ажіотаж”, і вважає, що Willow є радше “етапом, а не проривом”.

Однак, за його словами, це “робота, яка вражає”.

Згодом квантові комп’ютери мають допомогти у вирішенні низки завдань, зокрема “логістичних проблем, таких як розподіл вантажів на літаках або маршрутизація телекомунікаційних сигналів чи накопиченої енергії в національній мережі”, додає він.

У Великій Британії налічують 50 квантових компаній, які залучили 800 мільйонів фунтів стерлінгів (близько мільярда доларів) і працевлаштували 1300 людей.

У п’ятницю дослідники з Оксфордського університету та Університету Осаки в Японії опублікували статтю, яка демонструє дуже низький рівень помилок у їхній розробці.

Вони розробляють квантовий комп’ютер, здатний працювати за кімнатної температури, тоді як процесор Google для ефективної роботи має працювати за наднизьких температур.

Наукові висновки щодо розробки Willow від Google опублікували в журналі Nature.