Google osiąga przełom w obliczeniach kwantowych: wskaźnik błędów zmniejszony 40-krotnie, pokonano kluczowe ograniczenie zasobów
Google zweryfikował technologię o nazwie „Magic State Breeding” na swoim procesorze Willow, redukując współczynnik błędów kwantowych około 40-krotnie, a wierność logiczną T-stanu osiągnęła 99,99%, ustanawiając najwyższy dotychczasowy rekord w tej dziedzinie. Jeśli ten przełom zostanie pomyślnie rozszerzony, znacząco zmniejszy rozmiar sprzętu potrzebnego do budowy odpornych na błędy systemów kwantowych, co ma ważne znaczenie dla komercjalizacji obliczeń kwantowych.
Zespół Google Quantum AI osiągnął kluczowy przełom w dziedzinie obliczeń kwantowych, który może znacząco zmniejszyć koszty sprzętu potrzebnego do budowy praktycznych systemów kwantowych.
Odpowiednie badania zostały opublikowane w czwartek w czasopiśmie „Science”. Google zweryfikował na swoim procesorze Willow technikę nazwaną „magic state cultivation” („hodowla stanów magicznych”), obniżając wskaźnik błędów kwantowych około 40-krotnie, osiągając wierność logiczną stanu T na poziomie 99,99%. Jest to dotychczas najwyższy rekord w tej dziedzinie.
Produkcja „magic state” od dawna była uznawana za główną barierę skalowania obliczeń kwantowych — szacuje się, że nawet 95% mocy obliczeniowej komputera kwantowego może być przeznaczone na generowanie „magic state”, a rzeczywiste zasoby przeznaczone na obliczenia są bardzo ograniczone.
Jeśli ten przełom zostanie skutecznie powiększony, radykalnie zmniejszy skalę sprzętu potrzebną do budowy odpornych na błędy systemów kwantowych, co będzie miało ogromne znaczenie dla komercjalizacji obliczeń kwantowych.
Jednocześnie Google podkreśla, że technika ta nadal wymaga weryfikacji na większą skalę i jest jeszcze daleko od praktycznych zastosowań kwantowych obliczeń.
Na moment publikacji, cena akcji Google wzrosła w czwartek o 0,24%.
Magic state: czarna dziura zasobów obliczeń kwantowych
Magic state jest kluczowym elementem umożliwiającym „uniwersalne” obliczenia kwantowe. Aby procesory kwantowe mogły wykonywać złożone operacje wykraczające poza możliwości klasycznych komputerów, muszą polegać na magic state do generowania wymaganych zestawów operacji kwantowych. Magic state nie może być ponownie użyty po wyprodukowaniu, co czyni go rzadkim zasobem.
Wyzwanie stanowi również koszt produkcji. Niektóre szacunki pokazują, że komputery kwantowe mogą potrzebować aż 95% całkowitej mocy obliczeniowej na produkcję magic state, pozostawiając bardzo niewiele zasobów na faktyczne zadania obliczeniowe.
Ten problem został przewidziany już w 2004 roku przez naukowców, a przez kolejne dwadzieścia lat społeczność naukowa nieustannie próbowała obniżyć koszty produkcji magic state, jednak postępy były powolne.
Propozycja hodowli magic state: znaczny wzrost efektywności zasobów
W 2024 roku badacze Google Quantum AI — Craig Gidney, Noah Shutty i Cody Jones — zaproponowali technikę hodowli magic state, opierając się na wcześniejszych publikacjach.
Rdzeniem koncepcji jest zaprojektowanie procesu produkcji magic state jako systemu filtrującego: wprowadzenie zaszumionych stanów kwantowych do niewielkiego obszaru na chipie, a następnie wykrywanie i odrzucanie wadliwych prób poprzez serię wysoce zsynchronizowanych operacji pomiarowych. Dzięki temu „hoduje się” stan kwantowy o wysokiej czystości i niskim wskaźniku błędów, jednocześnie kodując go w większym, bardziej użytecznym formacie.
Jednak przejście od teorii do implementacji sprzętowej nie było łatwe. Naukowiec Emma Rosenfeld w początkowych testach uzyskiwała dane, które „wydawały się przeczyć prawom fizyki”.
Po kilku miesiącach dochodzenia, zespół odkrył, że przyczyną problemów były błędne założenia w technice pomiaru — hałas generowany przez dryf urządzeń elektrycznych i zmiany temperatury w laboratorium zaburzał skuteczność testów wzorcowych.
Aby temu zaradzić, zespół nie tylko wprowadził dodatkowe kontrole w systemie, aby ograniczyć wpływ hałasu, lecz także opracował nową technikę testów wzorcowych, wykorzystującą sam proces hodowli magic state jako narzędzie kalibracji.
Rekordowa wierność i błędy
Na procesorze Willow wyżej opisane rozwiązanie umożliwiło ostatecznie obniżenie wskaźnika błędów około 40-krotnie w porównaniu do niehodowanych stanów kwantowych, osiągając wierność logiczną T na poziomie 99,99%, co bije rekordy w tej dziedzinie.
Zespół Google dokonał także istotnego pokazu, weryfikując, że wyhodowany magic state może być pomyślnie przeniesiony między dwoma różnymi schematami korekcji kwantowych błędów — konkretnie z color code o odległości 3 (nowsza metoda korekcji błędów odpowiednia do operacji hodowlanych) na surface code o odległości 5 (bardziej dojrzała metoda korekcji błędów).
Ta „przeszczepiona” operacja udowodniła, że oczyszczony stan kwantowy może stabilnie przetrwać i zostać przeniesiony wewnątrz sprzętu, co toruje drogę do integracji techniki hodowli magic state z obecną architekturą obliczeń kwantowych Google.
Pomimo osiągniętego postępu, Google jasno deklaruje, że technika hodowli magic state nadal wymaga weryfikacji na większą skalę, zanim będzie mogła być prawdziwie wykorzystana do rzeczywistych zadań obliczeń kwantowych, a liczne wyzwania techniczne pozostają nierozwiązane.
Zastrzeżenie: Treść tego artykułu odzwierciedla wyłącznie opinię autora i nie reprezentuje platformy w żadnym charakterze. Niniejszy artykuł nie ma służyć jako punkt odniesienia przy podejmowaniu decyzji inwestycyjnych.
Może Ci się również spodobać
Urzędnicy Rezerwy Federalnej przyjmują jastrzębie stanowisko: Daly twierdzi, że szoki podażowe nie powinny być już „biernie obserwowane”, a Hammack uważa, że utrwalenie oczekiwań inflacyjnych może wymagać bardziej agresywnego podnoszenia stóp procentowych.
Prezes Fed z San Francisco, Daly, oświadczyła, że porzuciła tradycyjne podejście „czekaj i obserwuj” wobec szoków podażowych, zauważając, że firmy w jej regionie są skłonne przerzucać rosnące koszty na konsumentów i uznała obecne ryzyko inflacyjne za „zdecydowanie wzrostowe”. Prezes Fed z Cleveland, Hammack, powiedziała, że gdy społeczeństwo wykształci „nastawienie inflacyjne”, kontrolowanie sytuacji za pomocą polityki pieniężnej stanie się znacznie trudniejsze, a konieczne podwyżki stóp procentowych mogą wtedy przekroczyć oczekiwane scenariusze.
W ciągu czterech sesji rynkowych kapitalizacja rynkowa spadła o ponad 10 miliardów dolarów; ryzyko zadłużenia CoreWeave (CRWV.US) wywołało wyprzedaż, lecz Deutsche Bank uważa to za dobrą okazję do zakupu
Deutsche Bank uważa, że ostatnia wyprzedaż CoreWeave nie była wystarczająco uzasadniona przez czynniki fundamentalne firmy, a znaczna korekta ceny akcji stworzyła dla inwestorów okazję do zakupu.
Giełda amerykańska po nocy | Presja inflacyjna nadal rośnie, trzy główne indeksy zwyżkują, Dell (DELL.US) spada o 6,8%
Na koniec sesji indeks Dow Jones wzrósł o 557,51 punktów (1,08%) i wyniósł 52 178,99 punktów; indeks S&P 500 wzrósł o 25,18 punktów (0,33%) do poziomu 7 744,12 punktów; indeks Nasdaq Composite wzrósł o 20,16 punktów (0,08%) do 26 713,03 punktów.
Przychody Interactive Brokers (IBKR.US) w trzecim kwartale wzrosły rok do roku o 16%, firma ogłosiła ponad 70-procentową podwyżkę kwartalnej dywidendy.
Napędzany wzrostem dochodów z tytułu odsetek netto oraz prowizji, kwartalne przychody netto Interactive Brokers w trzecim kwartale wzrosły rok do roku o 16%, a skorygowany zysk na akcję wzrósł o około 18% w ujęciu rocznym.
Ceny krypto
Więcej
