Malaking tagumpay sa quantum computing ng Google (GOOGL.US)! Ang error rate sa mga pangunahing bahagi ay nabawasan ng humigit-kumulang 40 beses, isang hakbang palapit sa praktikal na paggamit

Nalalaman ng APP ng Pinansiyal ng Intelligentia (智通财经APP) na inihayag ng Google, bahagi ng Alphabet (GOOGL.US), na iprinisinta nila ang isang bagong teknolohiya na kayang magpababa ng error rate ng isang mahalagang bahagi ng quantum computing ng halos 40 beses, isang indikasyon ng progresong nagawa tungo sa pagbuo ng isang malakas, maaasahan, at makakapagsolusyon ng mga problemang lampas sa abot ng tradisyunal na mga computer.

Ayon sa mga mananaliksik na sina Emma Rosenfeld at Craig Gidney sa Google Quantum AI Blog, ipinapakita ng resulta ng pananaliksik na inilathala noong Oktubre 15 sa siyentipikong journal na ‘Science’ na isang proseso na tinatawag na “magic state cultivation” ay pwedeng patakbuhin sa Google Willow quantum processor. Ang teknolohiyang ito ay nakapagtala ng rekord na 99.99% na accuracy sa paglikha ng mga tinatanging quantum state na kailangan sa pagsasagawa ng ilang advanced na kalkulasyon.

Ang progresong ito ay tumutugon sa isang malaking hadlang sa komersyal na quantum computing: ang napakalaking hardware na kailangan upang maiwasan ang mga error. Gumagamit ang quantum computers ng qubits, na ang paraan ng pagrepresenta at pagproseso ng impormasyon ay hindi kayang tapatan ng mga regular na computer bits. Ngunit ang mga qubits ay labis na sensitibo sa interference, at mahirap makamit ang maaasahang computation kung walang sapat na error correction.

Bakit Mahalaga ang “Magic State”

Isa sa pinaka-mahal at kumplikadong bahagi ng error correction ay ang paghahanda ng tinatawag na “magic state”. Ito ay mga espesyal na inihandang quantum state na sumusuporta sa ilang partikular na operasyon na kailangan para sa ganap na functional na quantum computer. Hindi tulad ng mga regular na computing resource, ang magic state ay nakokonsumo habang ginagamit at kailangan itong patuloy na suplayan.

Inihayag ng Google na batay sa ilang naunang pagtaya, ang paghahanda ng mga state na ito ay maaaring kumonsumo ng hanggang 95% ng computing capability ng quantum computer, kaya maliit na lamang ang natitira para sa mga kapaki-pakinabang na kalkulasyon. Ang pagpapagaan sa pasaning ito ay maaaring magresulta sa mas maliit at mas murang operasyong quantum computer sa hinaharap.

Ang pamamaraan ng Google na “cultivation” ay nilulutas ang suliraning ito sa pamamagitan ng pagsisimula sa isang di-perpektong quantum state at paulit-ulit na pagsuri sa mga error nito. Ang mga attempt na hindi pumasa sa pagsusuri ay itinatapon, kaya ang sistema ay nakapagtatamo ng mga mas matataas na reliability na state. Sa Google Willow processor, nabawasan ng halos 40 beses ang mga error gamit ang pamamaraang ito, kumpara sa mga state na hindi dumaan sa cultivation.

Mga Hamon sa Inhinyeriya at Mga Tagumpay

Ang pananaliksik ay nag-atas din sa Google na malampasan ang problema sa paraan ng pagsukat ng quantum error. Natuklasan ng koponan na ang electrical fluctuations at pagbabago ng temperatura ay maaaring magpakiling ng kanilang testing method, at magbunga ng mga resulta na mukhang hindi tugma sa kasalukuyang pisika. Binago ng mga mananaliksik ang hardware control at bumuo ng bagong paraan sa pagsukat ng accuracy ng kanilang teknolohiya.

Isa pang tagumpay ay ang paglilipat ng na-improve na quantum state sa pagitan ng dalawang magkaibang error correction system — color codes at surface codes. Ang dalawang sistemang ito ay magkaibang pamamaraan sa pagprotekta ng quantum information mula sa mga error. Pinatutunayan ng pananatili ng state matapos ang paglilipat na maaaring maisama ang cultivation technique sa mas malaking quantum computing systems sa huli.

Para sa mga mamumuhunan ng Alphabet, ang mga natuklasan ay nangangahulugang may pag-usad sa pagtagumpayan ng mga teknikal at ekonomikong hadlang sa komersyal na quantum computing. Ang mas episyenteng error correction ay sa huli ay maaaring magbawas sa kinakailangang bilang ng pisikal na qubits para sa makabuluhang kalkulasyon, kaya posibleng mapababa ang gastos at komplikasyon sa pagbuo ng komersyal na “viable” na makina. Ang quantum computers ay maaaring magamit sa materyal na agham, kimika, at iba pang larangang mahirap tapusin ng mga karaniwang computer.

Gayunpaman, hindi ibig sabihin ng mga resulta na ito na nakabuo na ang Google ng isang komersyal na praktikal na quantum computer. Tinatanggap ng kumpanya na kailangan pang subukan ang teknolohiyang ito sa mas malawak na scale, at may malalaking hamon sa inhinyeriya na nananatili. Ang 40-beses na pagbuti ay partikular sa paghahanda ng magic state at hindi sumasaklaw sa kabuuang pagganap o error rate ng processor.

Pinalalakas ng pananaliksik na ito ang posisyon ng Google sa karera ng pag-develop ng fault-tolerant quantum computing, isang uri ng computer na kayang magpatakbo ng matagal at komplikadong mga kalkulasyon kahit pa may mga error sa underlying hardware.

Bagama’t posibleng mapabuti ng tagumpay na ito ang economics ng quantum computing, hindi pa naglabas ang Google ng iskedyul para sa komersyalisasyon nito at hindi rin tinatantiya ang potensyal na epekto nito sa kita. Para sa mga mamumuhunan, ang ibig sabihin nito ay progreso sa teknolohiya, hindi agad na kontribusyon sa kita ng Alphabet sa malapit na panahon.