Willow-flaga Google minnkar villur í skammta-tölvum um 40-falt

Google Quantum AI hefur sýnt fram á að "ræktun töfrastaða" (e. magic state cultivation), tækni sem vísindamenn fyrirtækisins settu fram í kenningu árið 2024, virkar á raunverulegum vélbúnaði. Á 105-qubit Willow örgjörvanum minnkaði hún villur um 40-falt samanborið við óunnar stöður, samkvæmt grein sem birtist 15. október í Science. Teymið sagði að það hefði framleitt T-stöður með met-trúverðugleika upp á 99,99%. Í tilkynningu Google kallaði skammtadeild Alphabet verkið "fyrstu sönnunina á hagnýtri lausn" á einni verstu auðlindahindrun sviðsins.blog.google

Töfrastaðir eru nauðsynlegir fyrir þær aðgerðir sem gera skammtatölvu kleift að gera hluti sem hefðbundnar vélar geta ekki. Þeir eru dýrir í framleiðslu. Sumar áætlanir benda til þess að framleiðsla þeirra gæti tekið allt að 95% af afkastagetu skammtatölvu. Hver og einn má aðeins nota einu sinni.newscientist.com

Hvernig ræktun virkar

Staðlaða aðferðin, sem kallast eimun (e. distillation), sameinar margar ófullkomnar stöður í færri og nákvæmari stöður. Ræktun vinnur hins vegar með eina stöðu í einu. Teymið kóðaði grófa töfrastöðu í nokkra qubits og athugaði hvort hún væri rétt. Stöður sem stóðust prófið voru dreifðar yfir fleiri qubits fyrir sterkari vernd. Tilraunin notaði 54 af 105 eðlisfræðilegum qubits Willow. Án ræktunar framleiddu um fjórar tilraunir af hverjum 1.000 gallaða stöðu, að sögn Scientific American.scientificamerican.com

Vísindamennirnir færðu einnig stöður úr fjarlægðar-3 litakóða yfir í fjarlægðar-5 yfirborðskóða, sem eru tvær villuleiðréttingaraðferðir. Google sagði að þetta sýni að hreinsaðar stöður geti lifað af flutninginn á vélbúnaði þeirra. Við prófanir komst aðalrannsakandinn Emma Rosenfeld að því að suð frá rannsóknarstofubúnaði vegna reks og hitabreytinga skekkti staðlað viðmið. Til að komast hjá því bjó teymið til aðferð sem notar ræktun til að mæla sig sjálfa.blog.google

Hrós og fyrirvarar

Isaac Kim við University of California, Davis, sagði við New Scientist að nálgunin "geti gert villuþolna skammtatölvun verulega ódýrari." Dominik Hangleiter við ETH Zurich kallaði þetta hugsanlegan "leikbreyti" fyrir vélar með hundruð röklegra qubits.newscientist.com

Aðferðin heldur aðeins þeim stöðum sem standast gæðapróf. Aðeins 8% tilrauna skiluðu nothæfum töfrastöðum og Zhenyu Cai við Imperial College London sagði að villutíðni Willow þurfi að lækka enn frekar áður en hún getur tekist á við gagnleg vandamál, að sögn New Scientist. Teymið er nú með um eina villu í hverjum 10.000 tilraunum. Að brjóta RSA-2048 dulkóðun myndi krefjast um einnar bilunar í 10 milljörðum, og hermun sameinda myndi krefjast einnar í milljón upp í eina í 100 milljónir, samkvæmt Scientific American.scientificamerican.com+1

Google viðurkenndi að enn þurfi að sýna fram á ræktun í stærri skala. "Þetta er fyrsta sönnunin á því að hugtökin virka," sagði Rosenfeld. "Við erum ekki hætt."blog.google+1