پردازنده کوانتومی Willow گوگل خطاهای محاسباتی را ۴۰ برابر کاهش داد

پژوهشگران بخش هوش مصنوعی کوانتومی گوگل با اجرای تکنیک «پرورش حالت جادویی» روی پردازنده کوانتومی Willow، خطاهای محاسباتی را در مقایسه با حالت‌های پرورش‌نیافته حدود ۴۰ برابر کاهش داده‌اند. این روش توانسته است «حالت‌های T» را با دقت منطقی ۹۹.۹۹ درصد ثبت کند.

در این تکنیک، ابتدا یک حالت کوانتومی نویزدار به بخش کوچکی از تراشه تزریق می‌شود. سپس مجموعه‌ای از اندازه‌گیری‌ها برای شناسایی خطاها انجام می‌گیرد و تلاش‌های ناموفق یا دارای نقص کنار گذاشته می‌شوند. نتیجه این فرایند، پرورش حالتی خالص‌تر و کم‌خطاتر است که می‌تواند با رمزگذاری‌های بزرگ‌تر سازگار شود.

گوگل اعلام کرده است که ایده اولیه این روش، حدود دو سال پیش با اصلاح و بازسازی رویکردی برگرفته از متون علمی شکل گرفت. پیاده‌سازی آن نیز به مجموعه‌ای از نوآوری‌های الگوریتمی و راهکارهای مهندسی نیاز داشته است. مقاله مربوط به این دستاورد در نشریه Science منتشر شده است.

ساخت حالت‌های جادویی یکی از گلوگاه‌های مهم محاسبات کوانتومی محسوب می‌شود. براساس برخی برآوردهای ذکرشده، تولید این حالت‌ها ممکن است تا ۹۵ درصد ظرفیت یک کامپیوتر کوانتومی را مصرف کند و فضای کمی برای اجرای محاسبات اصلی باقی بگذارد.

روش گوگل نشان می‌دهد که می‌توان ردپای فیزیکی کیوبیت‌های موردنیاز برای محاسبات مقاوم در برابر خطا را به‌طور چشمگیری کاهش داد. بااین‌حال، استفاده گسترده از این تکنیک همچنان به آزمایش در ابعاد بسیار بزرگ‌تر نیاز دارد و پرورش حالت‌های جادویی باید در مقیاس بزرگ نیز اثبات شود. گوگل می‌گوید چالش‌های فنی متعددی برای ورود این روش به مرحله عملیاتی باقی مانده است.