Google arrin një përparësi të verifikueshme kuantike me algoritmin e ri “Quantum Echoes” në çipin e saj Willow

Google njoftoi të mërkurën një përparim të madh në informatikën kuantike, duke pretenduar se ka arritur avantazhin e parë kuantik të verifikueshëm. Algoritmi i ri i Google-it “Quantum Echoes”, që funksionon në çipin e tij Willow, kreu një llogaritje komplekse, 13,000 herë më shpejt sesa mund ta simulonte superkompjuteri më i mirë në botë.

I detajuar në revistën shkencore Nature, arritja shënon një hap kritik drejt ndërtimit të makinave kuantike praktike.

Studiuesit besojnë se këto sisteme një ditë mund të zgjidhin probleme aktualisht të vështira në mjekësi, shkencën e materialeve dhe fusha të tjera. Ky moment historik e zhvendos garën kuantike nga shkenca e pastër drejt inxhinierisë së verifikueshme dhe të përsëritshme me zbatime në botën reale në horizont.

Siç deklaroi Google në njoftimin e saj, “Kjo është hera e parë në histori që ndonjë kompjuter kuantik ka ekzekutuar me sukses një algoritëm të verifikueshëm që tejkalon aftësinë e superkompjuterëve.”

Duke kryer një llogaritje 13,000 herë më shpejt se një superkompjuter, arritja më e fundit e Google është më shumë sesa thjesht një rekord shpejtësie. Ajo përfaqëson një përparim themelor në besueshmërinë dhe besueshmërinë e pajisjeve kuantike, një pengesë thelbësore që industria ka luftuar për ta kapërcyer.

I kryer në procesorin Willow prej 105 kubitësh, eksperimenti ekzekutoi me sukses një algoritëm fizik që modelon se si informacioni përhapet dhe rifokusohet përmes një sistemi kuantik.

Pas numrave që tërheqin vëmendjen qëndron një arritje më e thellë: verifikueshmëria. Për herë të parë, një kompjuter kuantik ka demonstruar një përshpejtim në një detyrë që mund të përsëritet në mënyrë të besueshme dhe të kontrollohet në krahasim me natyrën.

Kjo bie ndesh me demonstrimet e mëparshme të “supermacisë kuantike”, të cilat ishin inovative, por më të vështira për t’u konfirmuar në mënyrë të pavarur. Sipas CEO-s së Google, Sundar Pichai, “Rezultati është i verifikueshëm, që do të thotë se rezultati i tij mund të përsëritet nga kompjuterë të tjerë kuantikë ose të konfirmohet nga eksperimente”.

Një aftësi e tillë e çon teknologjinë përtej demonstrimeve të njëhershme në sferën e përparimit të vazhdueshëm, të udhëhequr nga inxhinierët.

E quajtur Jehona Kuantike, teknika e re funksionon duke dërguar një sinjal të hartuar me kujdes në sistemin kuantik. Studiuesit më pas shqetësojnë një kubit të vetëm dhe e përmbysin saktësisht evolucionin e sinjalit për të dëgjuar “jehonën” që kthehet.

Kjo jehonë, e amplifikuar nga një fenomen i quajtur ndërhyrje konstruktive, zbulon informacione tepër të ndjeshme rreth strukturës dhe dinamikës së sistemit.

Për vite me radhë, premtimi i informatikës kuantike është zbutur nga sfida e gabimeve dhe paqëndrueshmërisë. Ky përparim bazohet drejtpërdrejt në suksesin e çipit Willow në vitin 2024 në arritjen e korrigjimit të gabimeve “nën pragun”.

Ky moment historik vërtetoi se sapo kubitët arrijnë një cilësi të caktuar, shkallëzimi i sistemit mund të zvogëlojë gabimet në vend që t’i amplifikojë ato, duke hapur rrugën për procesorë më të mëdhenj dhe më të qëndrueshëm.

Me këtë nivel të ri saktësie, Google është optimist për rrugën drejt rasteve të përdorimit praktik. Hartmut Neven, themelues dhe drejtues i Google Quantum AI, parashikoi një afat kohor të qartë: “Me jehonat kuantike ne vazhdojmë të jemi optimistë se brenda pesë viteve do të shohim aplikime në botën reale që janë të mundshme vetëm në kompjuterët kuantikë.”

Zbatimet më premtuese janë në simulimin e botës natyrore në nivel molekular, një detyrë që i mbingarkon edhe kompjuterët klasikë më të fuqishëm.

Një kuptim më i thellë i këtyre ndërveprimeve mund të zhbllokojë katalizatorë të rinj, bateri më efikase dhe produkte farmaceutike të reja.

Në një eksperiment vërtetimi të parimit me Universitetin e Kalifornisë, Berkeley, studiuesit përdorën teknikën Kuantike Jehona për të analizuar strukturën e molekulave.

Rezultatet sugjerojnë se metoda mund të bëhet një mjet i fuqishëm për zbulimin e barnave dhe shkencën e materialeve. Siç shpjegoi Google në njoftimin e saj, “Ashtu si teleskopi dhe mikroskopi hapën botë të reja, të padukshme, ky eksperiment është një hap drejt një ‘skopi kuantik’ të aftë për të matur fenomene natyrore të pavëzhgueshme më parë”.

Megjithatë, fuqia në rritje e makinave kuantike sjell gjithashtu një kërcënim të rëndësishëm në fokus: potencialin për të thyer enkriptimin modern.

Një përparim i kësaj madhësie i jep një urgjencë të re vektorit të sulmit “Vlerë tani, Dekripto më vonë” , ku kundërshtarët vjedhin të dhëna të koduara sot me qëllim dekriptimin e tyre sapo të jetë i disponueshëm një kompjuter kuantik i fuqishëm.

Një kërcënim i tillë i ka shtyrë organet qeveritare si NIST të finalizojnë standardet e kriptografisë post-kuantike (PQC) për t’u mbrojtur nga sulmet e ardhshme.

Një rrezik i drejtpërdrejtë u kanoset aseteve dhe komunikimeve dixhitale. Siç i tha Christopher Peikert, një profesor në Universitetin e Miçiganit, Decrypt, “Llogaritja kuantike ka një probabilitet të arsyeshëm – më shumë se pesë përqind – të jetë një rrezik i madh, madje ekzistencial, afatgjatë për Bitcoin dhe kriptovaluta të tjera.”

Numërimi mbrapsht i qetë drejt një bote post-kuantike po bëhet gjithnjë e më i zhurmshëm.

Arritja e Google-it ndodh në një fushë me konkurrencë të ashpër, ku gjigantët e teknologjisë po vënë bast miliarda dollarë në strategji të ndryshme për të ndërtuar një kompjuter kuantik tolerant ndaj defekteve.

Ndërsa Google është përqendruar në demonstrimin e shpejtësisë së verifikueshme me kubitët e saj superpërçues, rivalët e saj po eksplorojnë shtigje thelbësisht të ndryshme, secila me rreziqet dhe shpërblimet e veta të mundshme.

IBM, një pionier në këtë fushë, ka hartuar një plan ambicioz që synon një sistem tolerant ndaj gabimeve deri në vitin 2029. Strategjia e saj mbështetet në një ndryshim të kohëve të fundit drejt një kodi më efikas të korrigjimit të gabimeve të njohur si qLDPC, i cili synon të zvogëlojë ndjeshëm numrin e kubitëve fizikë të nevojshëm për të krijuar një kubit të vetëm logjik të qëndrueshëm.

AWS i Amazon, me çipin e tij Ocelot , po ndërton “kubite bosonike” të projektuara për të shtypur natyrshëm gabime të caktuara në nivelin e harduerit. Filozofia e tyre është të integrojnë korrigjimin e gabimeve në arkitekturë që nga themelet, në vend që ta shtojnë atë më vonë.

Microsoft po ndjek një strategji të guximshme dhe të dyfishtë. Po mbështet një kompjuter kuantik të madh me atome neutrale në Danimarkë, ndërsa njëkohësisht po zhvillon “kubitët” e vet topologjikë me rrezik të lartë dhe shpërblim të lartë.

Çipi i saj Majorana 1 synon të krijojë kubite që janë në thelb të qëndrueshme, gjë që teorikisht mund të eliminojë plotësisht nevojën për korrigjimin e gabimeve komplekse, megjithëse teknologjia mbetet eksperimentale.

Secila qasje paraqet sfida monumentale inxhinierike, dhe mbetet e paqartë se cila në fund të fundit do të jetë më e shkallëzueshme dhe praktike.

Megjithatë, progresi është i pamohueshëm. Winfried Hensinger, një profesor në Universitetin e Sussex, vuri në dukje se puna e Google është “një tjetër provë bindëse se kompjuterët kuantikë po bëhen gradualisht gjithnjë e më të fuqishëm”.

Në fund të fundit, njoftimi i Google-it e riformulon garën kuantike. Gara nuk ka më të bëjë vetëm me numërimin e papërpunuar të kubitëve ose shpejtësinë teorike, por me ndërtimin e sistemeve që mund të prodhojnë rezultate të verifikueshme, të përsëritshme dhe në fund të fundit të dobishme.

Ndërsa industria nuk është ende në “momentin e saj të ChatGPT”, ky zbulim i madh e afron atë ditë dukshëm më shumë.