Willow ชิปควอนตัมล้ำสมัยของ Google

 (blog.google)
12 คะแนน โดย GN⁺ 2024-12-10 | 1 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp
  • Willow ชิปควอนตัมตัวใหม่ที่ Google พัฒนาขึ้น ช่วยให้เข้าใกล้การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ได้อีกก้าว ผ่านการลดอัตราความผิดพลาดและเพิ่มประสิทธิภาพ
  • Willow สามารถคำนวณงานที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบเดิมต้องใช้เวลานานถึง 10 เซตตะปี (10^25 ปี) ให้เสร็จได้ภายในเวลาเพียง 5 นาที พิสูจน์ศักยภาพของการประมวลผลควอนตัม

ผลลัพธ์สำคัญและความสามารถ

  • นวัตกรรมด้านการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม:
    • ประสบความสำเร็จในการทำให้อัตราความผิดพลาดลดลงแบบเอ็กซ์โพเนนเชียล พร้อมกับการใช้คิวบิตจำนวนมากขึ้น
    • บรรลุผลสำเร็จสำคัญของการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมในระดับ "ต่ำกว่าค่า threshold (below threshold)"
    • รองรับการแก้ไขข้อผิดพลาดแบบเรียลไทม์ เพื่อเพิ่มเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือ
  • ประสิทธิภาพการคำนวณที่เหนือชั้น:
    • ในเบนช์มาร์ก Random Circuit Sampling (RCS) สามารถทำงานได้ด้วยความเร็ว เร็วกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์เดิมหลายพันล้านเท่า
    • สร้างสถิติสมรรถนะชิปควอนตัมสูงสุดในปัจจุบันด้วย 105 คิวบิต
  • กระบวนการผลิตแบบใหม่:
    • ออกแบบและผลิตในโรงงานการผลิตล้ำสมัย
    • ยกระดับคุณภาพสูงสุดทั้งในระดับชิ้นส่วนเดี่ยวและการบูรณาการทั้งระบบ

ความก้าวหน้าทางเทคนิคของ Willow

1. การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม

  • ทดสอบแบบค่อยเป็นค่อยไปด้วยอาร์เรย์คิวบิต (3x3, 5x5, 7x7) และประสบความสำเร็จในการลดอัตราความผิดพลาดลงครึ่งหนึ่ง
  • พิสูจน์ผลลัพธ์ที่ว่า "ระบบควอนตัมยิ่งทรงพลังขึ้นเมื่อจำนวนคิวบิตเพิ่มขึ้น"

2. เบนช์มาร์ก RCS

  • Random Circuit Sampling:
    • ใช้ตรวจสอบว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำงานที่คอมพิวเตอร์แบบเดิมแก้ไม่ได้หรือไม่
    • Willow ทำสถิติประสิทธิภาพสูงสุดตลอดกาลใน RCS และพิสูจน์ "ความได้เปรียบเชิงควอนตัม"

3. คุณภาพด้านการออกแบบและการผลิต

  • ปรับปรุง เวลา T1 (ระยะเวลาที่คิวบิตรักษาสถานะกระตุ้นไว้ได้) ได้ราว 5 เท่า เป็นประมาณ 100 ไมโครวินาที
  • เพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของระบบให้สูงสุดด้วยการผสานคิวบิตคุณภาพสูงและเกตคุณภาพสูง

ศักยภาพและอนาคตของ Willow

ความเป็นไปได้ในการประยุกต์ใช้เชิงพาณิชย์

  • Willow เปิดทางสู่การพัฒนาอัลกอริทึมควอนตัมที่ "ใช้งานได้จริงและมีประโยชน์เชิงพาณิชย์"
  • เป้าหมายถัดไปคือการพิสูจน์ การคำนวณที่เป็นประโยชน์ครั้งแรก ที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถใช้แก้ปัญหาในโลกจริงได้

การผสานพลังของควอนตัมคอมพิวติ้งและ AI

  • คาดว่าจะมีบทบาทสำคัญในการสร้างข้อมูลสำหรับฝึก AI การค้นพบยาใหม่ และการออกแบบแบตเตอรี่ประหยัดพลังงาน
  • มองว่าความสามารถในการขยายระบบและประสิทธิภาพของควอนตัมคอมพิวติ้งจะช่วยเร่งพัฒนาการของ AI

Willow แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการนำควอนตัมคอมพิวติ้งไปใช้เชิงพาณิชย์ และมีแนวโน้มจะกลายเป็นแพลตฟอร์มที่ขับเคลื่อนนวัตกรรมในหลากหลายสาขา เช่น วิทยาศาสตร์ พลังงาน และ AI

บทความที่เกี่ยวข้อง

1 ความคิดเห็น

 
GN⁺ 2024-12-10
ความคิดเห็นบน Hacker News

  • นี่เป็นการประกาศสำคัญเกี่ยวกับ quantum computing อัลกอริทึมที่ต้านทานควอนตัมซึ่งใช้คีย์ 256 บิต ต้องใช้ประมาณ 2500 qubits การแสดงให้เห็น qubits ที่เสถียรได้มากกว่า 100 ตัวเป็นสิ่งที่หลายคนเคยคิดว่าเป็นไปไม่ได้ quantum computing อาจเปลี่ยนแปลงหลายสิ่งได้ จึงทำให้ผู้คนมีแนวโน้มจะพยายามมองข้ามมัน AI และความปลอดภัยของข้อมูลอาจเปลี่ยนไปอย่างมาก

  • API เปิดแล้ว แต่คำตอบกลับมาก่อนส่งคำขอไป 300ms กำลังคิดอยู่ว่าควรใช้บล็อก try{} กับ predestined{} เพื่อจัดการเรื่องนี้ หรือควรใช้ไลบรารี Bootstrap Paradox แทน

  • มีแนวคิดว่าการคำนวณควอนตัมเกิดขึ้นในจักรวาลคู่ขนานหลายแห่ง ช่องว่างระหว่างหลักฐานกับข้อสรุปนั้นยังมีมาก เลยสงสัยว่าผู้เชี่ยวชาญด้าน quantum computing คิดจริงไหมว่าพวกเขากำลังยืมความจุการคำนวณจากจักรวาลอื่น

  • สงสัยว่าคนอื่น ๆ ก็ควรรอ บล็อกของ Scott Aaronson เพื่อช่วยตัดสินความสำคัญของประกาศนี้หรือไม่

  • การคำนวณมาตรฐานสำหรับ benchmark ที่ Willow ทำได้ภายในไม่ถึง 5 นาที เป็นการคำนวณที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในปัจจุบันต้องใช้เวลา 10 เซ็กซ์ทิลเลียนปี

  • มีแนวคิดว่าการคำนวณควอนตัมเกิดขึ้นในจักรวาลคู่ขนานหลายแห่ง เลยสงสัยว่านี่คือการอัดฉีดเอนโทรปีไปยังจักรวาลอื่นหรือไม่ และจะคำนวณจำนวนจักรวาลได้จากเวลาในการคำนวณหรือเปล่า เราต้องทำความเย็นชิปควอนตัมในจักรวาลของเรา แล้วจักรวาลอื่น ๆ เขาทำความเย็นกันอย่างไร

  • ตอนนี้เป็นช่วงเวลาที่ดีในการเรียนพื้นฐานทางคณิตศาสตร์ของ quantum computing อย่างจริงจัง สามารถเรียนด้วยตนเองได้ที่ Quantum Formalism Academy

  • ข้ออ้างที่ว่าใน Willow ยิ่งใช้ qubits มากขึ้น ข้อผิดพลาดยิ่งลดลง และระบบยิ่งมีความเป็นควอนตัมมากขึ้น เป็นข้ออ้างที่น่าทึ่งมาก เพราะขัดกับประสบการณ์ทางประวัติศาสตร์ของการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม

  • เคยพบ Julian ที่ UCSB เขาฉลาดมาก ใจดี และมีมนุษยสัมพันธ์ดี ยินดีที่ได้เห็นการประกาศผลงานวิจัยของเขา

  • ตาม บล็อก Google Research นี่คือ quantum processor ตัวแรกที่ยิ่ง qubit ที่แก้ไขข้อผิดพลาดแล้วมีขนาดใหญ่ขึ้น ก็ยิ่งทำงานได้ดีขึ้นแบบทวีคูณ ซึ่งเป็นการพลิกปัญหาเรื่องการขยายระบบของการคำนวณควอนตัมโดยสิ้นเชิง