สิ่งที่เรียกว่า Google Willow

 (scottaaronson.blog)
3 คะแนน โดย GN⁺ 2024-12-11 | 1 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp
  • มุมมองของผู้เชี่ยวชาญต่อการประกาศชิปควอนตัม Willow ของ Google
    • Scott Aaronson: นักวิทยาการคอมพิวเตอร์ผู้มีชื่อเสียงในสาขาทฤษฎีความซับซ้อนเชิงคำนวณ และเป็นผู้เขียนหนังสือ "Scott Aaronson's Quantum Computing Since Democritus"
  • ระหว่างเข้าร่วมการประชุม Q2B (Quantum 2 Business) ได้เข้าฟังการประกาศชิปตัวนำยิ่งยวด 105 คิวบิตรุ่นใหม่ "Willow" ของทีม Google Quantum
  • ชิป Willow ครอบคลุมผลงานด้าน surface code qubit สำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาด และการทำการทดลอง quantum supremacy ขนาดใหญ่ (Random Circuit Sampling)
  • การประกาศจัดขึ้นที่ Computer History Museum ใน Mountain View โดยประกอบด้วยการนำเสนอระดับเทคนิคสูงและช่วงถามตอบ

ความสำเร็จหลักของ Google และความหมายทางวิทยาศาสตร์

  • ชิป Willow เพิ่มจำนวนคิวบิตเป็นสองเท่านับตั้งแต่ปี 2019 เพิ่มเวลา coherence ของคิวบิตขึ้น 5 เท่า และปรับปรุงความแม่นยำของ 2-qubit gate เป็น ~99.7% (Controlled-Z gate), ~99.85% (iswap gate)
  • มีการขยายขนาด surface code เป็น 3×3, 5×5, 7×7 และค้นพบปรากฏการณ์ที่ logical qubit ที่เข้ารหัสไว้คงอยู่ได้นานขึ้น
  • สิ่งนี้ถูกประเมินว่าเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญที่แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของ quantum computing ที่เสถียรผ่านการแก้ไขข้อผิดพลาดเชิงควอนตัม

ข้อจำกัดของชิป Willow และความท้าทายในอนาคต

  • Google ระบุอย่างชัดเจนว่าการจะนิยาม fault-tolerant qubit อย่างสมบูรณ์ จำเป็นต้องลดอัตราความผิดพลาดของการดำเนินการหลายคิวบิตลงถึง 10⁻⁶
  • การทดลองปัจจุบันสร้างได้เพียง encoded qubit เดียว และยังไม่มีการทดลองการดำเนินการหลายคิวบิต

การทดลอง quantum supremacy และเวลาในการคำนวณ

  • การทดลอง quantum supremacy ใหม่ที่ใช้ Willow ดำเนินการบนพื้นฐานของ 105 คิวบิตและเกต 40 ขั้น
  • คาดว่าแม้จะใช้อัลกอริทึมจำลองล่าสุด ก็ยังต้องใช้เวลาสูงสุดถึง 10²⁵ ปีในการตรวจสอบผลการทดลองนี้ด้วยวิธีคลาสสิก
  • การตรวจสอบทำผ่านวิธีทางอ้อมที่อาศัยผลลัพธ์ของวงจรขนาดเล็ก

การเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีคู่แข่ง

  • แม้ superconductor qubit จะมีความเร็วของเกตสูง แต่ trapped-ion qubit ให้ทั้งการเคลื่อนย้ายคิวบิตและความแม่นยำของเกตที่สูง
  • Willow ถูกมองว่าเป็นตัวอย่างที่ Google โยนความท้าทายใหม่ให้คู่แข่ง

ข้อถกเถียงและปฏิกิริยา

  • Gil Kalai ผู้ตั้งข้อสงสัยต่อ quantum computing กล่าวว่าควรเข้าหาคำกล่าวอ้างของ Google อย่างระมัดระวัง พร้อมโต้แย้งโดยอิงจากข้อมูลการทดลอง quantum supremacy ก่อนหน้านี้
  • การประกาศของ Google ได้รับการประเมินเชิงบวกในแง่ที่อิงอยู่บนผลลัพธ์จริงโดยไม่กล่าวเกินจริง

บทสรุป

  • Willow พิสูจน์ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการแก้ไขข้อผิดพลาดเชิงควอนตัมและการทดลองควอนตัมขนาดใหญ่ และโดยรวมได้รับการประเมินในทางบวกในฐานะหมุดหมายสำคัญของวงการ
  • ความเร็วของพัฒนาการทางเทคโนโลยีระหว่าง Google และคู่แข่งรายอื่น ๆ จะเป็นสิ่งที่น่าจับตา
  • การพัฒนา quantum computing ยังคงดำเนินต่อไป และผลลัพธ์เชิงทดลองก็กำลังดีขึ้นเรื่อย ๆ

บทความที่เกี่ยวข้อง

1 ความคิดเห็น

 
GN⁺ 2024-12-11
ความเห็นจาก Hacker News

  • ในฐานะวิศวกรซอฟต์แวร์ การใช้ API และอัปเดตแถวในฐานข้อมูลดูเป็นเรื่องจิ๊บจ๊อยเมื่อเทียบกับสิ่งที่อ่านมา ปัญหาที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมแก้ได้จะใช้เวลาหลายล้านล้านปีบนคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม แต่ดูเหมือนจะไม่มีใครสนใจนอกจากนักวิจัยควอนตัม

    • อยากให้ช่วยแก้ปัญหาที่คนซึ่งไม่ใช่นักวิจัยควอนตัมสนใจด้วย เช่น ปัญหาพนักงานขายเดินทางเมื่อ n=10 หรือการแยกตัวประกอบเลข 10 หลัก
    • ตอนนี้คอมพิวเตอร์ควอนตัมอยู่ในหมวดเดียวกับนิวเคลียร์ฟิวชันเชิงพาณิชย์ มีแต่ "ความก้าวหน้าครั้งสำคัญ" แต่ยังไม่มีผลลัพธ์
    • นักวิจัยมะเร็งแทบไม่ประกาศว่า "ความก้าวหน้าที่รักษามะเร็งได้!" แต่กลับมีความคืบหน้าอย่างต่อเนื่อง

  • คิดว่าข้ออ้างเกี่ยวกับทฤษฎีพหุจักรวาลของ Everett นั้นไม่สมเหตุสมผล หากจักรวาลคู่ขนานกำลังคำนวณแบบเดียวกันพร้อมกัน ก็สงสัยว่าจะเพิ่มประสิทธิภาพให้กับทั้งเอกภพได้อย่างไร

  • ขำที่มีคนถูกถามเรื่อง superconducting qubit, trapped ion, neutral atom และ photonic qubit ถ้าเข้าใจเกินสองคำก็คงถามไปแล้ว

  • สงสัยว่าประสิทธิภาพสำหรับงานที่มีประโยชน์ทั่วไปอยู่ตรงไหน อยากรู้ว่าตัวเลขที่ใหญ่ที่สุดที่แยกตัวประกอบได้ด้วยอัลกอริทึมของ Shor คืออะไร หรือแฮชที่ใหญ่ที่สุดที่คำนวณ preimage ได้ด้วยอัลกอริทึมของ Grover คืออะไร

  • ฮาร์ดแวร์กำลังก้าวหน้า แต่ยังขาดอัลกอริทึมที่จะรันบนคอมพิวเตอร์ควอนตัม นอกจากอัลกอริทึมของ Shor ที่มีประโยชน์ต่อการถอดรหัส RSA ก็แทบไม่มีอย่างอื่น

    • มีเพียงแนวคิดคลุมเครือว่าอาจมีประโยชน์กับการจำลองเชิงควอนตัมหรือการหาค่าเหมาะที่สุด
    • ถ้าพรุ่งนี้มีคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สมบูรณ์แบบ ก็ไม่รู้จะเอาไปรันอะไร เป็นพื้นที่ว่างเปล่า
    • ความหวังเดียวคือความก้าวหน้าครั้งใหญ่ของอัลกอริทึมควอนตัม ซึ่งในด้านนี้แทบไม่มีความคืบหน้า
    • Zapata Computing บริษัทที่ได้รับเงินทุนดีที่สุดแห่งหนึ่งในด้านอัลกอริทึมควอนตัม ปิดตัวลงในปีนี้

  • บทความที่เกี่ยวข้อง: Willow, Our Quantum Chip

  • คำเตือนที่ใหญ่ที่สุดเกี่ยวกับผลลัพธ์ "10^25 ปี" คือ Google ดูเหมือนจะไม่ได้ให้ความสำคัญมากพอ ด้วยเหตุที่การคำนวณควอนตัมนี้จะใช้เวลา ~10^25 ปีหากจำลองบนคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมก็จะใช้เวลา ~10^25 ปีในการตรวจสอบผลลัพธ์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยตรงเช่นกัน

    • ตรงนี้ไม่เข้าใจ ต้องการคำอธิบาย มีหลายปัญหาที่ใช้เวลาแก้นาน แต่ตรวจสอบได้ง่าย เช่น การแยกตัวประกอบของเลขขนาดใหญ่ที่เป็นผลคูณของจำนวนเฉพาะขนาดใหญ่มาก

  • ยากที่จะเข้าใจคำกล่าวอ้างที่ว่าคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมจะใช้เวลา ~10^25 ปีในการตรวจสอบผลลัพธ์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยตรง มีหลายปัญหาที่การตรวจสอบง่ายกว่าการแก้มาก ทำไมถึงไม่ใช้แนวทางนี้ในการตรวจสอบข้ออ้างของการประมวลผลควอนตัม

  • สรุป: เป็นผลลัพธ์จริง ส่วนที่เจ๋งคือมี qubit มากขึ้นและคงอยู่ได้นานขึ้น ส่วนที่แย่คือผลลัพธ์ไม่ได้รับการตรวจสอบอย่างชัดเจน ตรวจสอบได้เพียงผ่านการอนุมานเท่านั้น