Reuşită "revoluţionară" pentru Google. Willow a rezolvat în 5 minute o problemă care i-ar lua unui computer mai mult timp decât istoria universului

Google a captivat în această săptămână lumea tehnologiei după ce a anunţat că Willow, un nou cip cuantic, de ultimă generaţie, a reuşit două realizări majore. A rezolvat în 5 minute o problemă care  i-ar lua unui computer clasic mai mult timp decât istoria universului şi a redus exponențial erorile folosind  mai mulți qubiți. Experții spun că ar putea fi începutul unei noi etape în calculul cuantic şi că vom avea computere cuantice utile mai repede decât anticipau unii oameni

• Șapte militari, aflați în concediu pentru creșterea copilului, au luptat în Congo în armata lui Potra. Alți 466 de rezerviști au plecat ca mercenari

Google a anunţat luni că a depăşit o provocare-cheie în calculul cuantic cu o nouă generaţie de cipuri, rezolvând în cinci minute o problemă de calcul care i-ar lua unui computer clasic mai mult timp decât istoria universului. Ca şi alţi giganţi tehnologici precum Microsoft şi IBM, Google, divizie a companiei Alphabet, este interesată de calculul cuantic deoarece acesta promite viteze de calcul mult mai mari comparativ cu cele mai rapide sisteme actuale.

Deşi problema matematică rezolvată nu are aplicaţii comerciale, Google speră că într-o zi computerele cuantice vor rezolva probleme din domenii precum medicină, chimia bateriilor şi inteligenţa artificială (AI) care sunt inaccesibile pentru computerele actuale.

Reuşita a fost primită cu entuziasm în lumea tehnologiei. Elon Musk s-a declarat impresionat de noul cip cuantic al Google, numit Willow, iar cercetătorul Hartmut Neven, care conduce unitatea Google Quantum AI, a declarat că testul deschide calea pentru computere cuantice la scară largă, care pot "aduce beneficii lumii prin descoperiri științifice, dezvoltarea unor aplicații utile și abordând unele dintre cele mai mari provocări ale societății".

De ce este Willow atât de special?

Rezultatele publicate luni provin de la un nou cip numit Willow, care are 105 qubiţi - elemente de bază ale computerelor cuantice. Aceşti qubiţi sunt rapizi, dar predispuşi la erori, deoarece pot fi afectaţi de ceva la fel de mic precum o particulă subatomică provenită din evenimente din spaţiul cosmic, explică Reuters.

Pe măsură ce mai mulţi qubiţi sunt incluşi într-un cip, aceste erori se pot acumula şi pot face ca cipul să nu fie mai bun decât un cip de computer convenţional. Prin urmare, încă din anii '90, oamenii de ştiinţă au încercat să corecteze erorile cuantice. Într-o lucrare publicată luni în jurnalul ştiinţific Nature, Google a declarat că a găsit o modalitate de a aloca qubiţi cipului Willow reuşind în acelaşi timp să scadă ratele de eroare odată cu creşterea numărului de qubiţi.

Compania a precizat, de asemenea, că poate corecta erorile în timp real, un pas esenţial pentru ca maşinile sale cuantice să devină practice. "Am depăşit punctul de rentabilitate", a declarat într-un interviu Hartmut Neven.   În 2019, IBM a contestat afirmaţia Google potrivit căreia cipul cuantic al Google a rezolvat o problemă care i-ar lua unui computer clasic 10.000 de ani, spunând că problema ar putea fi rezolvată în două zile şi jumătate folosind diferite ipoteze tehnice despre un sistem clasic.

Într-un mesaj postat luni pe blogul său, Google a declarat că a luat în considerare unele dintre aceste preocupări în cele mai noi estimări ale sale. Chiar şi în cele mai idealiste condiţii, Google a afirmat că un computer clasic ar avea nevoie de un miliard de ani pentru a obţine aceleaşi rezultate ca cel mai nou cip al său. Unii dintre rivalii Google produc cipuri cu un număr mai mare de qubiţi decât Google, însă Google se concentrează pe producerea celor mai fiabili qubiţi, a declarat într-un interviu Anthony Megrant, arhitect şef la Google Quantum AI.

Google şi-a fabricat cipurile anterioare într-o instalaţie comună la Universitatea din California, Santa Barbara, însă şi-a construit propria instalaţie de fabricare pentru producţia cipurilor Willow. Megrant a declarat că noua instalaţie va accelera viteza cu care Google poate fabrica viitoarele cipuri, care sunt răcite în frigidere uriaşe numite "criostate" în vederea derulării experimentelor. "Dacă avem o idee bună, vrem ca cineva din echipă să o poată... aduce în camera curată şi într-unul dintre aceste criostate cât mai rapid posibil, astfel încât să putem obţine o mulţime de cicluri de învăţare", a precizat Megrant.

Când vom avea computere cuantice "folositoare"

Unii fizicieni s-au plâns că actualele computerele cuantice sunt "îngrozitoare" pentru că nu pot face "nimic util". O analiză publicată în 2023, în revista Nature, arată cum deocamdată, ele nu pot face "absolut nimic", dar cercetătorii și companiile care le dezvoltă  sunt optimişti cu privire la viitoare aplicații.

Pentru ca aceste calcule ale cipurilor sau calculatoarelor cuantice să aibă sens, ele trebuie să aibă o rată de eroare foarte scăzută, a explicat pentru revista Fortune, Javad Shabani, profesor de fizică și director al Centrului pentru Fizica Informațională Cuantică de la Universitatea din New York. Reuşita celor de la Google este "una dintre cele mai importante momente ale ultimului deceniu", a spus el. Practic, ar putea însemna că suntem cu un pas mai aproape de a obţine computere cuantice utile, adică care pot să fie folosite în scopuri practice.

Supercomputerele "clasice", inclusiv "Frontier", recunoscut ca printre cele mai puternice din lume, sunt folosite pentru a crea modele și simulări avansate. Cu toate acestea, ele nu sunt chiar foarte diferite de un laptop obișnuit. Operează în sistemul binar de 0 și 1 folosit şi de computerele mai puțin puternice, dar la un nivel mult mai avansat. Deşi supercomputerele sunt puternice, ele folosesc cantități masive de energie pentru sistemele de răcire.

Cipurile cuantice precum Willow funcționează la o scară mult mai mică. Qubiții care alcătuiesc aceste cipuri de mare putere au dimensiunea unui atom și funcționează pe baza regulilor mecanicii cuantice. Cipurile sunt minuscule și au o eficiență energetică mai bună decât supercomputerele, dar sunt, de asemenea, limitate în utilizarea lor.

Testul rulat de Google pe Willow este un "benchmark" menit să arate capacitatea cipului cuantic în comparație cu alte sisteme, inclusiv cu cele mai bune supercalculatoare existente. În 2019, Google a realizat un alt test de referință cu cipul cuantic Sycamore, dar Willow are un număr dublu de qubiţi.

Testul reuşit de Willow arată că computerele cuantice pot funcționa în anumite cazuri mult mai bine decât cele mai bune supercomputere disponibile, fapt care în urmă cu câțiva ani era pus la îndoială. De asemenea, este posibil ca focusul în dezvoltatea acestor cipuri cuantice să fie mutat pe creşterea numărului de qubiți care alcătuiesc fiecare cip, potrivit lui Kaden Hazzard, profesor de fizică și astronomie.

Reuşita Google este revoluționară, dar asta nu înseamnă că laptopul clasic va fi înlocuit prea curând de un computer cuantic, a declarat Hazzard. "Mai sunt cel puțin câțiva ani până să ajungem să folosim un computer cuantic direct pentru lucruri care au aplicații în afaceri, de exemplu", a spus Hazard.

Temerile că Willow are capacitatea de a decripta criptări avansate utilizate în domeniul bancar sau tehnologic sunt, de asemenea, exagerate, a declarat Tirthak Patel, profesor de informatică. În schimb, Willow este o piatră de temelie către un progres mai mare în calculul cuantic. Testul Google îi poate convinge pe cei sceptici de potențialul informatic cuantic care ar trebui să ajute în cele din urmă la îmbunătățirea vieții umane, a spus Patel.

Calculul cuantic avansat ar putea fi folosit la descoperirea de noi medicamente sau la rezolvarea problemelor de mecanică cuantică pentru a construi noi tipuri de materiale sau catalizatori mai buni pentru reacții. Ar putea ajuta la îmbunătățirea predicțiilor meteorologice sau la eficientizarea lanțului de aprovizionare, consumând energie mai puțină decât supercomputerele existente.

"În acest moment cei mai mulți oameni de știință și ingineri care lucrează în domeniul calculului cuantic sunt mai preocupaţi să demonstreze utilitatea și caracterul practic al calculului cuantic pentru diferite aplicații din lumea reală. Deși experimentul Google nu a făcut acest lucru încă, este un pas major în acest sens", a spus el.