
A Google bemutatott egy új chipet, amely állítása szerint öt perc alatt megold egy olyan feladatot, amelyhez jelenleg a világ egyik leggyorsabb szuperszámítógépének egy szeptillió évébe – azaz egy 10-es és 24 0-s – kerülne.
A chip a legújabb fejlesztés a kvantumszámítástechnikának nevezett területen – amely a részecskefizika elveit próbálja felhasználni egy új típusú, észbontóan nagy teljesítményű számítógép létrehozására.
A Google szerint a “Willow” névre keresztelt új kvantumchipje kulcsfontosságú “áttöréseket” tartalmaz, és “megnyitja az utat egy hasznos, nagyméretű kvantumszámítógép felé”.
Szakértők szerint azonban a Willow egyelőre nagyrészt kísérleti eszköz, ami azt jelenti, hogy egy olyan kvantumszámítógép, amely elég erős ahhoz, hogy a valós problémák széles körét megoldja, még évekre – és dollármilliárdokra – van.
A kvantumos dilemma
A kvantumszámítógépek alapvetően másképp működnek, mint a telefonodban vagy a laptopodban lévő számítógép.
A kvantummechanikát – a rendkívül apró részecskék furcsa viselkedését – használják fel arra, hogy a hagyományos számítógépeknél sokkal gyorsabban oldjanak meg problémákat.
A remények szerint a kvantumszámítógépek ezt a képességet végül arra is felhasználhatják, hogy jelentősen felgyorsítsák az összetett folyamatokat, például az új gyógyszerek létrehozását.
Attól is tartanak, hogy rosszra is felhasználható lenne – például az érzékeny adatok védelmére használt titkosítás egyes típusainak feltörésére.
Februárban az Apple bejelentette hogy az iMessage csevegéseket védő titkosítást “kvantumbiztossá” teszik, hogy megakadályozzák, hogy a jövőbeni nagy teljesítményű kvantumszámítógépek kiolvassák azokat.
Hartmut Neven vezeti a Google kvantumos mesterséges intelligencia laboratóriumát, amely a Willow-t létrehozta, és a projekt “fő optimistájaként” jellemzi magát.
A BBC-nek elmondta, hogy a Willow-t néhány gyakorlati alkalmazásban fogják használni – de egyelőre nem volt hajlandó további részletekkel szolgálni.
Kereskedelmi alkalmazásokra képes chip azonban nem jelenik meg az évtized vége előtt – mondta.
Kezdetben ezek az alkalmazások olyan rendszerek szimulációját jelentenék, ahol a kvantumhatások fontosak.
“Például releváns lenne, amikor a nukleáris fúziós reaktorok tervezésénél a gyógyszerek működésének megértéséhez és a gyógyszerfejlesztéshez, releváns lenne a jobb autó akkumulátorok kifejlesztéséhez és még egy hosszú lista ilyen feladatokról”.
Mi az a kvantumszámítás?
Alma és narancs
Neven úr a BBC-nek elmondta, hogy a Willow teljesítménye azt jelenti, hogy ez az “eddigi legjobb kvantumprocesszor”.
Alan Woodward professzor, a Surrey Egyetem számítástechnikai szakértője szerint azonban a kvantumszámítógépek számos feladatban jobbak lesznek, mint a jelenlegi “klasszikus” számítógépek, de nem fogják helyettesíteni őket.
Óva int attól, hogy túlértékeljük Willow egyetlen tesztben elért eredményét.
“Óvatosnak kell lennünk, hogy ne hasonlítsuk össze az almát és a narancsot” – mondta a BBC-nek.
A Google egy olyan problémát választott ki teljesítménymérőnek, amely “kvantumszámítógépre szabott”, és ez nem mutatott “általános gyorsulást a klasszikus számítógépekhez képest”.
Ennek ellenére azt mondta, Willow jelentős előrelépést jelentett, különösen az úgynevezett hibajavítás terén.
Nagyon leegyszerűsítve, minél hasznosabb egy kvantumszámítógép, annál több qubitje van.
A technológia egyik fő problémája azonban az, hogy hajlamos a hibákra – ez a tendencia korábban annál inkább erősödött, minél több qubittal rendelkezik egy chip.
A Google kutatói azonban azt mondják, hogy ezt megfordították, és sikerült úgy megtervezniük és programozniuk az új chipet, hogy a qubitek számának növekedésével a hibaarány az egész rendszerben csökkent.
Ez egy jelentős “áttörés” volt, amely megoldott egy olyan kulcsfontosságú kihívást, amelyet a terület “majdnem 30 éve keresett” – véli Neven úr.
A BBC-nek elmondta, hogy ez ahhoz hasonlítható, “mintha egy repülőgép csak egy hajtóművel lenne – az is működik, de két hajtómű biztonságosabb, négy hajtómű még biztonságosabb”.
A hibák jelentős akadályt jelentenek a nagyobb teljesítményű kvantumszámítógépek létrehozásában, és a fejlesztés “bátorító mindazok számára, akik egy gyakorlati kvantumszámítógép megépítésére törekszenek” – mondta Woodward professzor.
De maga a Google is megjegyzi, hogy a gyakorlatilag használható kvantumszámítógépek kifejlesztéséhez a hibaaránynak még mindig sokkal alacsonyabbra kell mennie, mint amit a Willow mutatott.

A Willow a Google új, erre a célra épített kaliforniai gyártóüzemében készült.
A világ országai világszerte befektetnek a kvantumszámítógépekbe.
Az Egyesült Királyságban nemrégiben indult el a Nemzeti Kvantumszámítástechnikai Központ (National Quantum Computing Centre, NQCC).
A központ igazgatója, Michael Cuthbert a BBC-nek elmondta, hogy óvakodik a “hype-ciklust” tápláló nyelvezetektől, és úgy véli, hogy a Willow inkább “mérföldkő, mint áttörés”.
Mindazonáltal “egyértelműen lenyűgöző munka”.
Végül a kvantumszámítógépek számos feladatban segíthetnek majd, többek között “olyan logisztikai problémákban, mint a teherszállítmányok elosztása a repülőgépeken, vagy a távközlési jelek vagy a tárolt energia útvonalának meghatározása a nemzeti hálózaton” – mondta.
Az Egyesült Királyságban már 50 kvantumos vállalkozás működik, amelyek 800 millió fontnyi támogatást vonzanak és 1300 embert foglalkoztatnak.
Pénteken az Oxfordi Egyetem és a japán Oszaka Egyetem kutatói publikáltak egy tanulmányt amely bemutatja a csapdába esett ion qubit nagyon alacsony hibaarányát.
Az ő megközelítésük egy másfajta megközelítése a kvantumszámítógép készítésének, amely szobahőmérsékleten is képes működni – míg a Google chipjét ultraalacsony hőmérsékleten kell tárolni ahhoz, hogy hatékony legyen.
Forrás (BBC) – angol nyelven.