Nature- lehden keskiviikkona 23. julkaisussa artikkelissa Google-tutkijat paljastivat kehittäneensä ensimmäisen tietokoneen, jolla saavutetaan kvanttinen ylivalta.

Käytännössä Googlen kvantisiru, nimeltään Sycamore, suoritti 200 sekunnissa laskelman, jonka mukaan maailman edistyksellisimmällä klassisella supertietokoneella kuluu 10 000 vuotta. Tutkimuksen tulokset on kuvattu yksityiskohtaisesti Naturein 150-vuotisjuhlalehdessä, ja ne ovat avoimesti tiedeyhteisön käytettävissä.

Kvanttisen ylivallan saavuttaminen on seurausta Googlen tutkijoiden ja tiedeyhteisön vuosien työstä. Google on vuosien ajan investoinut kvanttilaskennan kehittämiseen, koska seuraavien vuosien aikana monien laskelmien tekeminen on klassisten tietokoneiden vaikeampaa.

Molekyyliprosessien simulointi on yksi tutkimustyypeistä, jotka hyötyvät kvanttilaskennan edistyksestä. Nämä koneet auttavat muun muassa kehittämään parempia akkuja sähköautoille, vähemmän ympäristöystävällisiä lannoitteita ja uusia lääkkeitä.

5 uteliaisuutta ymmärtää Googlen kvantitietokonetta:

1 - Mikä on kvanttilaskenta?

Se on sellainen laskenta, joka soveltaa kvanttimekaniikan periaatteita - fysiikan haaraa, joka tutkii molekyylien, atomien, elektronien ja muiden subatomisten hiukkasten käyttäytymistä - atk-tieteeseen suurten tietomäärien käsittelemiseksi ja joka mahdollistaa monimutkaisten ongelmien ja laskelmien suorittamisen. ratkaista nopeasti;

2 - biteistä kvbitteihin

Ensimmäinen asia, joka ymmärretään, kun puhutaan kvanttilaskennasta, on termi "qubit". Klassisessa laskennassa kaikki ja kaikki tiedot tallennetaan tai prosessoidaan bittien muodossa, joita voidaan esittää 0 tai 1.

Kvanttilaskennassa ns. Kvbitit voivat olettaa lukuisia tiloja välillä 0 - 1, ilmiössä, jota kutsutaan superpositioksi. Siksi kvantiprosessoreilla on mahdollisuus suorittaa laskelmat huomattavasti nopeammin kuin perinteiset.

3 - Jäähyväiset valtioiden kaksinaisuudelle

Kubiiteilla voi olla useita tiloja kvanttimekaniikan periaatteiden mukaisesti. Superpositiossa hiukkanen voi olla eri tiloissa samanaikaisesti (ts. Se voi edustaa yhtä aikaa 0 ja 1).

Päällekkäisyys on hyödyllistä, koska se sallii useamman kuin yhden laskennan suorittamisen samanaikaisesti, mikä antaa sinulle mahdollisuuden suorittaa monimutkaisia ​​laskelmia lyhyessä ajassa. Sulautumisessa, joka on harvempaa, erilliset hiukkaset voidaan korreloida, ja kun ne ovat vuorovaikutuksessa muiden kanssa, ne voivat olettaa saman tilan.

Sycamore, siru, joka herättää Googlen kvantitietokoneen elämään (lehdistötiedote / Google)

4 - moduulien, porttien ja transistorien välillä

Tietokonesirut koostuvat erilaisista elementeistä. Ensimmäiset näistä ovat moduuleja, jotka sisältävät transistoreista koostuvia logiikkaportteja. Transistori on yksinkertaisin tapa käsitellä dataa tietokoneilla ja toimii kytkimenä, joka ohjaa tiedonkulkua.

Klassisessa tietokoneessa tiedot siirretään bitteinä ja vakiovirtaus antaa koneelle mahdollisuuden tehdä laskelmia ja ratkaista ongelmia. Kvanttilaskennassa tietokone luo kvittejä, yhdistää ne kvanttiporttien kautta ja manipuloi todennäköisyyksiä, mikä johtaa sekvenssien 0 ja 1 päällekkäisyyksiin, mikä mahdollistaa erilaisten laskelmien suorittamisen samanaikaisesti.

5 - valmentajan ulkopuolella

Kvanttitekniikoiden soveltaminen voi olla erittäin arvokasta. Niistä alueista, joista voi olla hyötyä, on kemia, joka voi käyttää näitä tietokoneita kehittämään monimutkaisempia molekyylimalleja tai simulaatioita, jotka puolestaan ​​voivat johtaa uusien lääkkeiden löytämiseen.

Mutta lisäksi näitä tekniikoita on mahdollista käyttää muilla aloilla, esimerkiksi rahoituspalveluissa. Voit käyttää tietokoneita manipuloimaan suuria tietojoukkoja luodaksesi uusia tuotteita, suorittaaksesi riski- tai tietoturva-analyysin.

Sundar Pichai, Googlen toimitusjohtaja, yrityksen kvanttitietokoneen vieressä (lehdistötiedote / Google)

Vielä yksi askel

Google on tietoinen siitä, että tämä on uusi askel kvanttilaskennan maailmankaikkeuden tutkimisessa, ja antaa nämä prosessorit yhteistyökumppaneille ja akateemisille tutkijoille sekä yrityksille, jotka ovat kiinnostuneita kehittämään algoritmeja ja rakentamaan sovelluksia nykypäivän Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) -prosessoreille. ).

Samanaikaisesti yritys pyrkii jatkamaan investointeja laitteisiin ja tekniikkaan kvantitietokoneen parantamiseksi ja vakauttamiseksi tulevina vuosina.

"Kvanttilaskenta antaa meille mahdollisuuden päästä lukuisiin käytännön sovelluksiin ja parantaa maailmaa tavoilla, joita klassinen laskenta ei yksin sallisi", sanoo Googlen toimitusjohtaja Sundar Pichai. "Mutta se antaa meille myös mahdollisuuden ymmärtää maailmankaikkeutta syvemmällä tavalla."

5 uteliaisuutta ymmärtää Googlen kvantitietokonetta TecMundon kautta