I en artikkel publisert av magasinet Nature onsdag 23, avslørte Google-forskere at de utviklet den første datamaskinen for å oppnå kvanteoverlegenhet.

I praksis utførte Googles kvantebrikke, kalt Sycamore, på 200 sekunder en beregning som verdens mest avanserte klassiske superdatamaskin ville ta 10.000 år å fullføre. Forskningsresultatene ble detaljert i naturens 150. minneutgave og er åpent tilgjengelig for det vitenskapelige samfunnet.

Å oppnå kvanteoverlegenhet er resultatet av mange års arbeid fra Google-forskere og det vitenskapelige samfunnet. I årevis har Google investert i å utvikle kvanteberegning, fordi i løpet av de neste årene vil mange beregninger bli vanskeligere for klassiske datamaskiner.

Molekylær prosessimulering er en av de typene forskning som vil dra nytte av fremskritt innen kvanteberegning. Disse maskinene vil bidra til å muliggjøre blant annet utvikling av bedre batterier til elbiler, mindre miljøvennlig gjødsel og nye medisiner.

5 nysgjerrigheter for å forstå Googles kvantemaskin:

1 - Hva er kvanteberegning?

Det er den typen beregning som anvender prinsippene for kvantemekanikk - gren av fysikk som studerer atferden til molekyler, atomer, elektroner og andre subatomiske partikler - til informatikk for å behandle store mengder informasjon og som gjør det mulig å utføre komplekse problemer og beregninger. bli løst raskt;

2 - Fra bit til qubits

Den første tingen å forstå når vi snakker om kvanteberegning er begrepet "qubit". Ved klassisk databehandling blir all informasjon lagret eller behandlet i form av biter, som kan representeres med 0 eller 1.

Ved kvanteberegning kan såkalte qubits anta en rekke tilstander mellom 0 og 1, i et fenomen som kalles superposisjon. Derfor har kvanteprosessorer potensialet til å utføre beregninger betydelig raskere enn tradisjonelle.

3 - Ta farvel med staters dualitet

Qubits kan ha flere tilstander, i samsvar med prinsippene for kvantemekanikk. I superposisjon kan en partikkel være i forskjellige tilstander samtidig (dvs. at den kan representere 0 og 1 på samme tid).

Overlapping er nyttig fordi det gjør det mulig å utføre mer enn en beregning samtidig, noe som gir deg muligheten til å utføre komplekse beregninger på kort tid. I forviklinger, som er mindre vanlig, kan separate partikler korreleres, og når de interagerer med andre kan de anta samme tilstand.

Sycamore, brikken som bringer Googles kvantecomputer til liv (pressemelding / Google)

4 - Mellom moduler, porter og transistorer

Datamaskinbrikker består av forskjellige elementer. Den første av disse er moduler, som inneholder logiske porter sammensatt av transistorer. Transistoren er den enkleste måten å behandle data på datamaskiner og fungerer som en bryter som kontrollerer flyten av informasjon.

I en klassisk datamaskin overføres informasjon i biter og konstant strøm gjør at maskinen kan gjøre beregninger og løse problemer. Ved kvanteberegning lager en datamaskin qubits, kobler dem gjennom kvanteporter og manipulerer sannsynligheter, noe som resulterer i overlapping av en sekvens på 0 og 1, noe som gjør at forskjellige beregninger kan utføres samtidig.

5 - Utover treneren

Bruken av kvanteteknologier kan være svært verdifull. Blant områdene som kan ha nytte av er kjemi, som kan bruke disse datamaskinene til å utvikle mer komplekse molekylmodeller eller simuleringer som igjen kan føre til oppdagelse av nye medisiner.

Men i tillegg vil det være mulig å bruke disse teknologiene på andre områder, for eksempel finansielle tjenester. Du kan bruke datamaskiner til å manipulere store datasett for å lage nye produkter, utføre risiko- eller sikkerhetsanalyse.

Sundar Pichai, Google CEO, ved siden av selskapets kvantedatamaskin (Pressemelding / Google)

Ett skritt til

Google er klar over at dette er enda et skritt i å utforske kvanteberegningens univers, og vil gjøre disse prosessorene tilgjengelige for samarbeidspartnere og akademiske forskere, samt selskaper som er interessert i å utvikle algoritmer og bygge applikasjoner for dagens støyende mellomliggende-skala Quantum (NISQ) prosessorer. ).

Samtidig vil selskapet også arbeide for å fortsette å investere i utstyr og teknologi for å forbedre kvantedatamaskinen og gjøre den mer stabil de kommende årene.

"Kvanteberegning gir oss en sjanse til å nå en rekke praktiske applikasjoner og forbedre verden på måter som klassisk databehandling ikke ville tillate på egen hånd, " sier Sundar Pichai, administrerende direktør i Google. "Men det vil også tillate oss å forstå universet på en dypere måte."

5 nysgjerrigheter for å forstå Googles kvantecomputer via TecMundo