Η Google με επανάσταση στη διόρθωση σφαλμάτων κβαντικών υπολογιστών

Στόχος είναι το σημείο που οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούν να συνεργάζονται με τους κλασικούς υπολογιστές

Η Google ισχυρίστηκε ότι πέτυχε μια σημαντική ανακάλυψη στη διόρθωση των σφαλμάτων που είναι εγγενή στους σημερινούς κβαντικούς υπολογιστές, σηματοδοτώντας ένα πρώιμο αλλά δυνητικά σημαντικό βήμα προς την υπέρβαση του μεγαλύτερου τεχνικού εμποδίου για μια επαναστατική νέα μορφή υπολογιστών.
Τα ευρήματα της διαδικτυακής εταιρείας, τα οποία δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature, σηματοδοτούν ένα "ορόσημο στο ταξίδι μας για την κατασκευή ενός χρήσιμου κβαντικού υπολογιστή", δήλωσε ο Hartmut Neven, επικεφαλής του τμήματος κβαντικής μηχανικής της Google. Χαρακτήρισε τη διόρθωση σφαλμάτων "απαραίτητη ιεροτελεστία που πρέπει να περάσει κάθε τεχνολογία κβαντικών υπολογιστών".
Οι κβαντικοί υπολογιστές δυσκολεύονται να παράγουν χρήσιμα αποτελέσματα επειδή τα κβαντικά μπιτ ή qubits, στα οποία βασίζονται, διατηρούν τις κβαντικές τους καταστάσεις μόνο για ένα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου. Αυτό σημαίνει ότι οι πληροφορίες που είναι κωδικοποιημένες σε ένα κβαντικό σύστημα χάνονται προτού η μηχανή ολοκληρώσει τους υπολογισμούς της. Η εξεύρεση τρόπου διόρθωσης των σφαλμάτων που προκαλεί αυτό είναι η δυσκολότερη τεχνική πρόκληση που αντιμετωπίζει η βιομηχανία.

Οι ερευνητές της Google δήλωσαν ότι βρήκαν έναν τρόπο να κατανέμουν τις πληροφορίες που επεξεργάζονται σε έναν κβαντικό υπολογιστή σε έναν αριθμό qubits με τρόπο που σημαίνει ότι το σύστημα στο σύνολό του μπορεί να διατηρήσει αρκετά για να ολοκληρώσει έναν υπολογισμό, ακόμη και όταν μεμονωμένα qubits πέφτουν από τις κβαντικές τους καταστάσεις. Η έρευνα που δημοσιεύθηκε στο Nature έδειξε ότι το ποσοστό σφάλματος μειώθηκε μόνο κατά 4%, καθώς η Google βελτίωσε την τεχνική της και έτρεξε τις δοκιμές της σε ένα μεγαλύτερο κβαντικό σύστημα. Ωστόσο, οι ερευνητές δήλωσαν ότι αυτή ήταν η πρώτη φορά που η αύξηση του μεγέθους του υπολογιστή δεν οδήγησε επίσης σε αύξηση του ποσοστού σφάλματος.

Σε μήνυμα του Sandar Pichai στο blog της google, δήλωσε μεταξύ άλλων τα παρακάτω:

"Για να βοηθήσουμε τους άλλους να αξιοποιήσουν το πλήρες δυναμικό της κβαντικής τεχνολογίας θα χρειαστεί να επιτύχουμε ακόμη περισσότερα τεχνικά ορόσημα, ώστε να φτάσουμε σε χιλιάδες λογικά qubits με χαμηλά ποσοστά σφάλματος. Υπάρχει μακρύς δρόμος μπροστά μας - αρκετά στοιχεία της τεχνολογίας μας θα πρέπει να βελτιωθούν, από την κρυογενετική μέχρι τα ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου και το σχεδιασμό και τα υλικά των qubits μας. Με αυτές τις εξελίξεις, οι κβαντικοί υπολογιστές μεγάλης κλίμακας θα έρθουν σε πιο ξεκάθαρη θέα. Η ανάπτυξη κβαντικών επεξεργαστών αποτελεί επίσης ένα εξαιρετικό πεδίο δοκιμών για την εφαρμοσμένη μηχανική με τεχνητή νοημοσύνη, καθώς διερευνούμε τη χρήση της μηχανικής μάθησης για τη βελτίωση των διαδικασιών μας.

Λαμβάνουμε επίσης μέτρα για την υπεύθυνη ανάπτυξη των κβαντικών υπολογιστών, δεδομένων των ισχυρών δυνατοτήτων τους. Οι συνεργασίες μας με κυβερνήσεις και την κοινότητα της ασφάλειας συμβάλλουν στη δημιουργία συστημάτων που μπορούν να προστατεύσουν την κυκλοφορία στο διαδίκτυο από μελλοντικές επιθέσεις σε κβαντικούς υπολογιστές. Και διασφαλίζουμε ότι υπηρεσίες όπως το Google Cloud, το Android και το Chrome παραμένουν ασφαλείς και προστατευμένες σε ένα κβαντικό μέλλον.

Εμπνέομαι από το τι θα μπορούσε να σημαίνει η κβαντική πληροφορική για το μέλλον των χρηστών, των πελατών και των συνεργατών μας και του κόσμου. Θα συνεχίσουμε να εργαζόμαστε προς την κατεύθυνση της ημέρας που οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούν να συνεργάζονται με τους κλασικούς υπολογιστές για να διευρύνουν τα όρια της ανθρώπινης γνώσης και να μας βοηθήσουν να βρούμε λύσεις σε μερικά από τα πιο σύνθετα προβλήματα του κόσμου."