Google je danes objavil rezultat svojega napredka na področju kvantnih računalnikov, ki ga mnogi znanstveniki že imenujejo “kvantni trenutek resnice”.
Googlov kvantni čip Willow je prvič v zgodovini izvedel dokazljivo kvantno prednost – algoritem, ki ga noben klasični superračunalnik ne more izračunati v primerljivem času, obenem pa je rezultat ponovljiv in preverljiv.
Gre za algoritem Quantum Echoes, ki je 13.000-krat hitrejši od najboljših klasičnih algoritmov. Z njim lahko znanstveniki simulirajo zapletene kvantne pojave, kot so interakcije med atomi v molekulah, kar odpira vrata k resničnim aplikacijam kvantnega računalništva – od razvoja zdravil do načrtovanja novih materialov.
Kvantni odmevi: poslušanje “odmeva” vesolja
Algoritem Quantum Echoes deluje po načelu kvantnega odmeva. Znanstveniki pošljejo natančno oblikovan signal v kvantni sistem (v tem primeru v 105-kubični čip Willow), nato rahlo zmotijo en qubit in proces obrnejo nazaj, da “poslušajo” odziv sistema.
Ta odmev se zaradi konstruktivne interference okrepi, kar omogoča izjemno natančno merjenje kvantnih interakcij – nekaj, česar klasični računalniki ne zmorejo simulirati niti približno tako hitro.
Po besedah Hartmuta Nevena, ustanovitelja in vodje projekta Google Quantum AI, to pomeni, da kvantni računalniki niso več le laboratorijska zanimivost:
“Prvič v zgodovini smo dokazali, da kvantni računalnik lahko izvede realen, ponovljiv izračun, ki presega zmogljivosti superračunalnikov. To je temelj za prihodnje praktične aplikacije.”
Kvantni mikroskop prihodnosti
Google je s partnerji z Univerze v Kaliforniji, Berkeley, uporabil Quantum Echoes za modeliranje dveh molekul – ene s 15 atomi in druge z 28 atomi. Rezultati so se ujemali z obstoječimi meritvami jedrske magnetne resonance (NMR), a so razkrili še dodatne podatke, ki jih klasične metode ne morejo zaznati.
Po besedah profesorja Ashoka Ajoya, sodelavca z Berkeleyja, bi lahko ta tehnologija prinesla revolucijo v kemiji in biologiji:
“Quantum Echoes nam omogoča vpogled v kvantne pojave, ki jih doslej nismo mogli opaziti. To bi lahko pospešilo razvoj zdravil in novih materialov – podobno kot so teleskopi in mikroskopi nekoč odprli nova poglavja znanosti.”
Pot do kvantne uporabnosti
Willow gradi na prebojih iz let 2019 in 2024, ko je Google najprej dokazal “kvantno prevlado”, nato pa z novo generacijo čipov močno zmanjšal napake v qubitih – težavo, ki je znanstvenike pestila skoraj tri desetletja.
Današnji dosežek pomeni korak proti kvantnemu računalniku s popolnim odpravljanjem napak. Naslednji cilj na Googlovem zemljevidu razvoja je tako imenovani Milestone 3 – dolgoživeč logični qubit, osnovni gradnik za stabilne kvantne sisteme prihodnosti.
Ali to pomeni, da kvantni računalniki že postajajo uporabni?
Z objavo raziskave v reviji Nature je Google pokazal, da kvantni računalniki niso več teoretična obljuba, temveč tehnologija, ki začenja kazati konkretne rezultate.
Če je bil leto 2019 začetek kvantne dobe, potem je leto 2025 trenutek, ko kvantni računalniki prvič stopajo v resnični svet. Kot vsaka revolucionarna tehnologija imajo tudi kvantni računalniki dvojno naravo.Lahko pomagajo preoblikovati znanost, tehnologijo in človeško razumevanje narave, hkrati pa odprejo vrata novim težavam in izzivom.
Eden prvih izzivov bo verjetno razbitje obstoječih šifrirnih algoritmov, ki danes predstavljajo temelj varnosti v digitalnem svetu. Pomislite samo na spletno bančništvo, komunikacije in državne ter vojaške sisteme.
