Крис Валънс
Google представи нов квантов компютърен чип, за който твърди, че може да даде решение за пет минути на проблем, който би отнел на най-бързия съвременен конвенционален компютър 10 септилиона (10 последвано от 24 нули) години.
Новият чип е най-новата разработка на Google в областта на квантовите изчисления, която използва принципите на физиката на елементарните частици, за да създаде нов тип компютър, който е “зашеметяващо мощен”.
Google казва, че новият им квантов чип, наречен Willow, използва най-новите „революционни“ постижения в областта и „проправя пътя към полезен, мащабен квантов компютър“.„Ще бъде като ново електричество.“
Експертите обаче отбелязват, че Willow все още е до голяма степен експериментално устройство. Практическото използване на квантовите компютри при решаването на реални проблеми е все още след много години и това ще изисква огромни разходи.
Квантова загадка
Квантовите компютри работят фундаментално различно от процесорите в обикновен телефон или лаптоп. Квантовите компютри използват явленията на квантовата механика (квантова суперпозиция и квантово заплитане), което драстично увеличава способността за обработка и предаване на данни. Те работят не с битове, които могат да приемат стойността на 0 или 1, а с кубити (квантови битове), които имат стойност както 0, така и 1. Очаква се с течение на времето квантовите компютри значително да ускорят изчисленията, необходими в много отрасли на съвременната наука – например при създаването на нови лекарства.
Но, както отбелязват експертите, такава висока производителност има и обратна страна: с помощта на супермощни компютри злонамерени могат лесно да пробият системите за криптиране, използвани днес в много области на ежедневието, да не говорим за правителствени или военни комуникации.
През февруари Apple обяви, че криптирането, защитаващо приложението за съобщения iMessage, ще бъде направено „квантово устойчиво“, така че да не може да бъде разбито от бъдещи квантови компютри. Хартмут Невен, ръководител на квантовата AI лаборатория на Google, създала Willow каза пред BBC, че новият чип ще се използва в някои практически приложения, но не даде подробности.
Чип, способен да работи с търговски приложения, няма да бъде наличен до края на това десетилетие, каза той. Първоначално ще се използва в системи за моделиране, в които квантовите ефекти са важни. „Например, това ще бъде от значение при проектирането на реактори за ядрен синтез, за разбиране на работата на лекарствата и фармацевтичното развитие, ще бъде от значение за разработването на по-модерни автомобилни батерии и много други подобни задачи“, каза той.
Кръгло – и зелено
Според Невен производителността на Willow го прави „най-добрият квантов процесор, създаван до момента“. Но професор Алън Удуърд, експерт по компютърни науки в Университета на Съри твърди, че въпреки че квантовите компютри ще бъдат по-добри в набор от задачи от сегашните „класически“ компютри, те няма да ги заменят. Според него значението на Willow не трябва да се преувеличава въз основа на резултатите от един тест.
„Трябва да внимавате да не сравнявате кръгло и зелено“, каза той пред BBC.
Google избра задача, специално проектирана за квантов компютър, която да използва като показател за производителност и не демонстрира цялостно предимство в изчислителната скорост, спрямо конвенционалните компютри, отбеляза Удуърд. Въпреки това, каза той, Willow е показал значителен напредък, особено в така наречената корекция на грешки.
Казано много просто, колкото повече кубити има един квантов компютър, толкова по-продуктивен е той. Въпреки това, поради естеството на технологията, квантовите компютри са по-склонни да правят грешки в сравнение с конвенционалните, „дискретни“ процесори. И броят на грешките расте пропорционално на броя на кубитите в чипа.
Експертите на Google твърдят, че са успели да променят ситуацията и да проектират новия чип по такъв начин, че броят на грешките в цялата система да намалява с увеличаването на броя на кубитите. Според Невен това е голям пробив, който решава ключов проблем, върху който инженерите работят почти 30 години.
Той направи паралел със самолет: „Ако имате самолет с един двигател, той ще работи, но два двигателя са по-безопасни, а четири двигателя са още по-безопасни.“
Изчислителните грешки са значителна пречка за изграждането на по-мощни квантови компютри и професор Удуърд казва, че Willow е значителен напредък в създаването на практични квантови чипове.
Но това няма да стане утре. Самият Google отбелязва, че за да създаде практически полезни квантови компютри, процентът на грешки трябва да бъде много по-нисък от този, демонстриран от Willow.
Willow е създадена в новия, специално изграден завод на Google в Калифорния. Квантовите изчисления се считат за обещаваща област на съвременните изчисления и тази област се развива активно и се финансира в няколко страни наведнъж. Обединеното кралство наскоро откри Националния център за квантови изчисления (NQCC). Неговият директор, Майкъл Кътбърт, каза пред BBC, че се отнася предпазливо към формулировки, които само подхранват рекламата и вярва, че Willow е по-скоро „крайъгълен камък, отколкото пробив“.
И все пак, това е „несъмнено много впечатляващо произведение“, казва Кътбърт. Според него с течение на времето квантовите компютри ще помогнат за решаването на редица проблеми, включително логистиката – например разпределяне на товари в самолетите или маршрутизиране на телекомуникационни сигнали или съхранена енергия в електрическите мрежи.
Във Великобритания вече има 50 компании, работещи в областта на квантовите компютри, в които работят 1300 души. Те успяха да привлекат инвестиции на стойност 800 милиона паунда.
В петък изследователи от университета в Оксфорд и университета в Осака в Япония публикуваха документ, демонстриращ много ниски нива на грешка в кубитите за йонни капани. Това е различен подход за създаване на квантов компютър, който може да работи при стайна температура, докато чипът на Google постига максимална ефективност при ултраниски температури.
Научните резултати, получени от Google по време на разработването на Willow, бяха публикувани в списание Nature.
Теми Компютри, Google, Технологии, наука
