Willow, o chip quântico de ponta do Google
(blog.google)- O Willow, novo chip quântico desenvolvido pelo Google, representa mais um passo rumo à construção de computadores quânticos de grande escala por meio da redução da taxa de erros e do aumento de desempenho
- O Willow concluiu em apenas 5 minutos um cálculo que levaria 10 septilhões de anos (10^25 anos) em supercomputadores atuais, demonstrando o potencial da computação quântica.
Principais resultados e recursos
- Inovação na correção de erros quânticos:
- Conseguiu reduzir exponencialmente a taxa de erros ao usar mais qubits
- Alcançou o importante marco "below threshold" (abaixo do limiar) na correção de erros quânticos
- Implementou correção de erros em tempo real para garantir estabilidade e confiabilidade
- Desempenho computacional avassalador:
- No benchmark de amostragem de circuitos aleatórios (RCS), executou tarefas bilhões de vezes mais rápido do que supercomputadores convencionais
- Estabeleceu o atual recorde de desempenho para chips quânticos com 105 qubits
- Novo processo de fabricação:
- Projetado e fabricado em instalações de produção de última geração
- Maximizou tanto a qualidade dos componentes individuais quanto a da integração do sistema
Avanços técnicos do Willow
1. Correção de erros quânticos
- Em testes progressivos com arranjos de qubits (3x3, 5x5, 7x7), conseguiu reduzir a taxa de erros pela metade
- Demonstrou o resultado de que "um sistema quântico se torna mais poderoso à medida que o número de qubits aumenta"
2. Benchmark RCS
- Amostragem de circuitos aleatórios:
- Verifica se um computador quântico consegue executar tarefas que computadores convencionais não conseguem resolver
- O Willow registrou o melhor desempenho já visto em RCS, comprovando a "vantagem quântica"
3. Qualidade de design e fabricação
- O tempo T1 (tempo em que um qubit mantém a excitação) melhorou cerca de 5 vezes, para aproximadamente 100 microssegundos
- A combinação de qubits e portas lógicas de alta qualidade maximizou o desempenho do sistema como um todo
O potencial e o futuro do Willow
Potencial de aplicações comerciais
- O Willow abriu a possibilidade de desenvolver algoritmos quânticos práticos e comercialmente úteis
- O próximo objetivo é demonstrar o primeiro cálculo útil em que um computador quântico resolva um problema real
Sinergia entre computação quântica e IA
- Espera-se que desempenhe papel central em áreas como geração de dados para treinamento de IA, descoberta de novos medicamentos e design de baterias energeticamente eficientes
- A perspectiva é que a escalabilidade e o desempenho da computação quântica acelerem o avanço da IA
O Willow deve se consolidar como uma plataforma capaz de impulsionar inovações em áreas como ciência, energia e IA, ao demonstrar a viabilidade do uso comercial da computação quântica.
1 comentários
Comentários do Hacker News
Este é um anúncio importante para a computação quântica. Algoritmos não resistentes a quântica que usam chaves de 256 bits exigem cerca de 2500 qubits. Demonstrar de forma estável mais de 100 qubits era algo que muita gente considerava impossível. A computação quântica pode mudar muita coisa, por isso as pessoas tendem a tentar ignorá-la. IA e segurança de dados podem mudar bastante.
A API foi aberta, mas a resposta voltou 300ms antes de a requisição ser enviada. Estou pensando se preciso usar blocos
try{}epredestined{}para lidar com isso, ou se devo usar a biblioteca Bootstrap Paradox.Existe a ideia de que a computação quântica acontece em vários universos paralelos. Há uma grande distância entre as evidências e essa conclusão. Fico curioso se especialistas em computação quântica realmente acham que estamos pegando emprestada capacidade computacional de outros universos.
Fico me perguntando se os outros vão precisar esperar pelo blog do Scott Aaronson para avaliar a importância deste anúncio.
O cálculo de benchmark padrão que o Willow executou em menos de 5 minutos levaria 10 sextilhões de anos no supercomputador mais rápido de hoje.
Existe a ideia de que a computação quântica acontece em vários universos paralelos. Fico me perguntando se estamos injetando entropia em outros universos, se dá para calcular quantos universos existem a partir do tempo de computação. Precisamos resfriar o chip quântico no nosso universo; fico curioso sobre como os outros universos são resfriados.
Este é um bom momento para aprender com rigor as bases matemáticas da computação quântica. Dá para estudar de forma autodidata na Quantum Formalism Academy.
A afirmação de que, no Willow, usar mais qubits reduz os erros e torna o sistema mais quântico é uma afirmação impressionante. Isso contradiz a experiência histórica com correção de erros quânticos.
Conheci Julian na UCSB. Ele era muito inteligente, gentil e extrovertido. Fico feliz em ver a apresentação da pesquisa dele.
Segundo o blog do Google Research, este é o primeiro processador quântico em que qubits corrigidos de erro ficam exponencialmente melhores à medida que aumentam. Isso inverte de forma fundamental o problema de escalabilidade da computação quântica.