Квантовый чип Willow от Google в числах и фактах

Возможно, вы слышали, что квантовые компьютеры — это технологии будущего. Но что делает их такими уникальными, и насколько они опережают традиционные компьютеры? Сегодня мы поговорим о чипе Willow от Google, который уже изменяет наши представления о вычислительных возможностях, а чтобы понять, насколько он отличается от привычных нам решений, приведем несколько важных цифровых значений и фактов о Willow.

Мощь квантовых вычислений: 105 кубитов

Willow содержит 105 физических кубитов. Это критически важный шаг вперёд в создании квантовых процессоров: кубиты являются основой квантовых вычислений, предоставляя возможность одновременно обрабатывать множество состояний. Для сравнения, у предшественника Willow — квантового чипа Sycamore, также разработанного Google, — было 72 кубита.

Скорость расчётов: 5 минут вместо миллионов лет

Willow способен выполнить тестовую задачу Random Circuit Sampling за 5 минут. Для сравнения, сегодняшним суперкомпьютерам (разработчики указывают Frontier) на выполнение той же задачи потребовалось бы 10 септиллионов лет — или 10 000 000 000 000 000 000 000 000. Это дольше, чем существует Вселенная. Это не просто рекордная скорость, а иллюстрация возможностей квантовых технологий в решении задач, недоступных для классических компьютеров.

Прорыв в коррекции ошибок

Особенность кубитов в том, что они крайне нестабильны и чувствительны к окружающей среде: проблемы могут вызвать даже вибрации голоса и чем больше кубитов в системе, тем больше ошибок они будут совершать. Ключевой же особенностью Willow является способность уменьшать количество ошибок при увеличении числа кубитов. Для этого авторы проекта объединяют физические кубиты в один логический кубит, где одни элементы хранят информацию, а другие отвечают за обнаружение ошибок. Разработанная Google методика коррекции ошибок позволяет системе исправлять сбои в реальном времени, что является важным шагом к созданию надежных квантовых компьютеров.

Почему это важно?

Классический компьютер подобен григорианскому песнопению: здесь только одна строка, и это то, что вы получаете. А квантовые вычисления подобны симфонии, все эти различные вычисления происходят одновременно.

Сет Ллойд, профессор квантовой механики Массачусетского технологического института

Willow — это не просто технологическое достижение. Он открывает дверь к решению задач, которые кажутся невозможными для классических вычислений: от проектирования новых материалов и лекарств до моделирования сложных систем Вселенной. Хотя текущие задачи, решаемые квантовыми компьютерами, еще не имеют непосредственного коммерческого применения, Willow открывает двери для будущих прорывов в таких областях, как медицина, криптография химия и, конечно же, искусственный интеллект.
Ожидается, что квантовые вычисления могут стать основой для новых технологий и решений, которые изменят подход к научным исследованиям и промышленности. Они смогут играть ключевую роль в решении глобальных проблем человечества, таких как изменение климата, разработка новых лекарств и оптимизация энергетических процессов.