Zbulimi kuantik i Google çon në sfidën tjetër

Është e lehtë të kalosh pranë ndërtesës ku ndodhet laboratori Quantum AI i Google, i vendosur në një park zyre disa qindra milje në jug të qytetit relativisht të shndritshëm dhe të përhapur të kompanisë në Mountain View.

Por ajo që po ndodh në Goleta, Kaliforni, një ditë mund ta bëjë ardhjen e motorit të kërkimit të duket e çuditshme.

Kohët e fundit, kompania demonstroi se si kompjuteri i saj kuantik eksperimental mund të kryente një llogaritje në pak minuta – një që do t’i duhej një kompjuteri të rregullt “klasik” dhjetë septiliona vjet për ta realizuar. Dhe kjo nuk ishte as pjesa më e vështirë.

Duke projektuar dhe ndërtuar çipin e vet kuantik kompjuterik, Google ishte në gjendje të bënte të pamendueshmen. Ndërsa u bë më i madh, ai gjithashtu u bë në mënyrë eksponenciale më i mirë.

Kompjuterët kuantikë nuk funksionojnë si kompjuterët e zakonshëm, ku ndjekja e parashikueshme e paketimit të gjithnjë e më shumë transistorëve në një zonë më të vogël ka shtyrë industrinë e kompjuterave për më shumë se gjysmë shekulli.

Në vend që të përdorin transistorë për të bërë matematikë, kompjuterët kuantikë përdorin kubit, grimca nënatomike që nuk ndjekin ligjet e fizikës klasike dhe janë të prirur për të bërë gabime. Dhe për shumë vite, shtimi i më shumë kubitëve ka nënkuptuar gjithnjë e më shumë gabime.

Çipi i Google, i quajtur Willow, është i pari në histori që tregon se me shtimin e më shumë kubitëve, shkalla e gabimit në fakt ra në mënyrë eksponenciale.

Përparimet kanë ndryshuar misionin. “Fokusi ynë ka kaluar vërtet nga ‘a mund të ndërtohet fare’ në ‘a mund të ndërtohet mjaftueshëm lirë’,” më tha Hartmut Neven, i cili ishte pionier i vizionit kompjuterik në kompani përpara se të themelonte laboratorin Quantum AI në 2013.

Një koncept kyç që bën të mundur kompjuterët kuantikë quhet mbivendosje, ose aftësia që gjërat të ekzistojnë në realitete të shumta në të njëjtën kohë.

Fizikantë si Albert Ajnshtajni e teorizoi konceptin – së bashku me misteret e tjera të mekanikës kuantike – shumë kohë përpara se ato të ishin të mundura të provoheshin në laboratorë.

Me mjete të reja, shkencëtarët mund të kryejnë eksperimente të “botës reale” që konfirmojnë teoritë se fizikanët pionierë mund të përdorin vetëm fuqinë e trurit dhe matematikën për të provuar.

Për shembull, ajo që Ajnshtajni e quajti “veprim drithërues në distancë” – një koncept pothuajse mistik, por megjithatë i verifikueshëm matematikisht, ku dy grimca mund të “ngatërrohen” nga një lidhje e padukshme që kapërcen hapësirën dhe kohën – tani është e dukshme në një park zyre në Goleta, Kaliforni. .

Google ka ndërtuar pajisje ftohëse të quajtura “llambadarë”, me tuba dhe tela të ngjashëm me spageti, të dizajnuara për të krijuar temperatura prej minus 460 gradë Fahrenheit, duke e bërë atë vendin më të ftohtë brenda 5000 viteve dritë nga toka.

Ftohja ekstreme është ajo që duhet për të shkaktuar që një grimcë të hyjë në një “gjendje kuantike”, duke u bërë në thelb një kubit.

Mbajtja e kubitëve nga ngrohja është një nga sfidat më të mëdha të projektit dhe kontrolli më i mirë i temperaturës ishte një arsye kryesore që çipi i tij i ri Willow ishte në gjendje të kalonte momentin historik të korrigjimit të gabimeve.

Një faktor kryesor në suksesin e çipit Willow ishte vendimi i kompanisë për të ndërtuar objektin e vet të prodhimit në vend, tha Anthony Megrant, arkitekti kryesor për programin. Ai ishte gjithashtu një asistent i diplomuar në Universitetin e Çikagos nën Andrew Cleland, një fizikant dhe pionier në aplikimin e teorisë kuantike që ndihmoi për të çuar përpara fushën.

Fizikanët kuantikë mund të dalin me një teori të re dhe ajo mund të testohet me shpejtësi në fabrikën e çipave të kompanisë – një bashkim i rrallë i kërkimeve të thella akademike me qasjen “lëviz shpejt dhe thye gjërat” që kompanitë e mëdha të teknologjisë e kanë bërë të famshme.

Kur kompania po projektonte çipin Willow, punonjësit në zyrë kishin një pishinë që kërkonte nëse dhe kur do të arrinin pragun e përparimit për korrigjimin e gabimeve kuantike.

Kur përsëritja e parë e çipit Willow doli nga linja, rezultatet ishin zhgënjyese.

Por në çdo përpjekje, shkalla e gabimit përgjysmohej, tha Neven. “Ishte e qartë se ky ishte një rezultat i mirë,” tha ai.

Ekipi më në fund e zgjidhi problemin në tremujorin e dytë të 2024 dhe mbajti një festë ngazëllyese në kafene.

Google dërgoi një dokument paraprak që përshkruan rezultatet në Arxiv.org përpara se të rishikohej zyrtarisht nga kolegët dhe të publikohej në Nature.

Që atëherë, Google ka prodhuar më shumë çipa Willow që tregojnë të njëjtin rezultat, duke treguar se arritja nuk ishte e rastësishme.

Zbulimi i korrigjimit të gabimit shënon të dytin nga gjashtë momentet kryesore në rrugën drejt një kompjuteri kuantik të shkallëzuar, siç përshkruhet në faqen e internetit të kompanisë.

Me çdo moment historik, sfidat bëhen më pak teorike dhe më praktike. Në fund të rrugës, pyetja më e madhe do të jetë se si do ta përdorë njerëzimi.

Për të nxitur ambiciet e tij kuantike, vetë Google-it i është dashur të hyjë në një lloj versioni të korporatës të superpozimit. Fuqia e trurit e nevojshme për t’i mbajtur gjërat shumë, shumë të ftohta është disi e ndryshme nga ajo që mund të dalë me teoritë rreth mekanikës kuantike.

Google ka investuar në të dyja, duke punësuar njerëz, truri i të cilëve funksionon si ai i Ajnshtajnit dhe njerëz që mund të zgjidhin problemet e vështira inxhinierike.

Njeriu përgjegjës për bashkimin e këtyre dy botëve në ndërthurjen sipërmarrëse është Neven. Duke qëndruar pranë një llambadari boshe brenda laboratorit Goleta, ai tha se projekti ka hyrë në një fazë të re. Sfida tani ka të bëjë sa me inxhinierinë, aq edhe me teorinë.

Ndërsa ende në fazën eksperimentale, kompjuteri kuantik i Google ka dhënë tashmë rezultate të botës reale, duke ndihmuar fizikanët në kërkimin teorik. Por vlera e vërtetë vjen kur bëhet shumë, shumë më e madhe. Kompjuterët kuantikë në shkallë të gjerë, thotë teoria, do të jenë në gjendje të llogarisin matematikën e pakuptueshme të madhe dhe komplekse që shpjegon universin e njohur.

Kjo mund t’i lejojë shkencëtarët të kuptojnë dhe të krijojnë molekula të reja të afta për të revolucionarizuar biologjinë dhe shkencën e materialeve. Kërcënimet ekzistenciale të afërta, të tilla si ndryshimi i klimës, ka të ngjarë të kërkojnë një arsenal kompjuterik kuantik.

Zhvendosja nga teoria e pastër në yndyrën e trurit të bërrylit mund të jetë një arsye pse CEO i Alphabet Sundar Pichai tha se ai pret përpjekjet për të ndikuar në linjën përfundimtare të kompanisë. “Quantum, për mua, duket si vendi ku ishte AI në vitet 2010,” më tha ai në një intervistë të fundit. “Qëllimi im është, në një kornizë kohore pesëvjeçare, ne po aplikojmë komercialisht kuantum për të trajtuar disa raste përdorimi.”

Për të mbajtur atë plan ambicioz, divizioni Quantum AI po mbështetet jo vetëm tek shkencëtarët kuantikë, por edhe tek inxhinierët, thotë Megrant.

“Ky është një tranzicion i madh që ne kemi parë. Që kur fillova këtu në vitin 2009, ne kemi parë një shtytje drejt sjelljes së shumë disiplinave inxhinierike në këtë projekt, si në ekipin tonë ashtu edhe në të gjithë fushën, “tha Megrant.

Më shumë se një dekadë më parë, Google u përfshi në inteligjencën artificiale, duke punësuar studiues të inteligjencës artificiale nga akademia dhe duke ndërtuar çipat e veta për të rritur superkompjuterët masivë, duke grumbulluar një mori të dhënash që kompania mblodhi nga pronat e saj të shumta me miliarda përdorues.

Bastet në kuantike ishin gjithashtu një kërcim besimi dhe po ndjekin të njëjtin libër lojërash. Sillni shkencëtarët. Ndërtoni patate të skuqura. Kini besim se nëse kjo teknologji do të përmbys botën siç e njohim ne, bërja e saj pioniere do të përfitojë në fund të fundit të Google në një farë mënyre.

Sigurisht, ka gjithmonë një mundësi që përpjekja të dështojë. Dikush mund ta mposht Google në kompjuterin kuantik të shkallëzuar. Startup PsiQuantum, për shembull, po ndërton objekte masive në Queensland, Australi dhe Illinois. Ai ka premtuar të bëhet kompjuteri i parë kuantik në shkallë deri në vitin 2027.

Ka mënyra se si kompjuterët kuantikë mund të ndihmojnë në zhvillimin e AI për Google. Por ato janë gjithashtu aq potencialisht shkatërruese sa që është pothuajse e vështirë të imagjinohet se si do të ndryshojë peizazhi kur të mbërrijnë.