Google の Willow チップが計算能力のマイルストーンに到達

Willow は、現在のスーパーコンピューターでは 10 兆年かかる処理を 5 分で実行できます。

Google は、計算能力の重要なマイルストーンとなる画期的な量子コンピュータのプロトタイプを発表しました。この新しいマシンは、現在のスーパーコンピュータでは 10 兆年 (宇宙の年齢を超える計り知れないほど長い期間) かかる計算を、わずか 5 分で完了します。月曜日に発表されたこの進歩は、Google の最新の量子コンピューティング チップ「Willow」によって実現されています。

Willow: 量子ビット数を倍増

Willow チップは、前身の Sycamore と比較して量子ビットの数を 2 倍にすることで、量子コンピューティングの飛躍的な進歩を表しています。この量子ビット数の増加により、量子コンピューティングのエラーを大幅に削減できるようになりました。エラーの削減は、量子コンピューターを理論上の構成から、科学研究と発見に革命をもたらす実用的なデバイスへと移行する上で非常に重要です。

量子コンピュータを理解する

量子コンピューターは、日常的に使用されている従来のコンピューターとは根本的に異なります。従来のコンピューターは「1」と「0」を切り替えるトランジスタを使用して情報を処理しますが、量子コンピューターは、量子状態に操作される亜原子粒子に依存しています。量子ビットと呼ばれるこれらの粒子は、量子力学の XNUMX つの重要な原理を活用しています。

1. 重ね合わせ: 量子ビットは、バイナリ値に限定されるのではなく、複数の状態を同時に持つことができます。これにより、量子コンピューターは、従来のシステムでは実行できないタイプの計算を実行できます。Google は、「ランダム サンプリング回路」ベンチマーク テストを使用してこの機能を検証し、量子コンピューターの優れた速度を実証しました。
2. 絡み合い: 量子ビットは相互にリンクされ、距離に関係なく、一方の状態がもう一方の状態に直接影響を与えることができます。エンタングルメントの正確なメカニズムは謎のままですが、量子コンピューティングにおけるその有効性は十分に文書化されています。アルバート・アインシュタインは、この現象を「遠隔作用の不気味さ」と呼んだことで有名です。

エラーの課題への対処

量子コンピューターは、その大きな可能性にもかかわらず、エラー率による大きな課題に直面しています。量子ビットは非常に敏感で、宇宙線などのわずかな妨害による干渉も受けやすいです。量子ビットを直接観測すると、その量子状態が崩壊し、古典ビットに変わり、量子特性が打ち消されます。したがって、量子システムでのエラー訂正には、他の量子ビットを介した間接的な観測が必要です。

量子コンピュータのサイズが大きくなるにつれて、これまではエラー率が上昇し、こうしたシステムの拡張のボトルネックとなってきました。しかし、Google の Quantum AI 部門は、量子ビットが大きくなるにつれてエラー率が指数関数的に低下する革新的なエラー訂正方法を開発しました。この画期的な進歩は、拡張可能で実用的な量子コンピュータの構築における極めて重要な成果を表しています。

前方の道路

Google の量子エラー訂正の進歩により、量子分野は変革の可能性の実現に一歩近づきましたが、依然として大きな課題が残っています。量子コンピューターを運用可能な規模に拡張するには、さらなるイノベーションが必要です。とはいえ、長期​​的な可能性は計り知れません。

量子コンピュータは、従来のコンピュータでは不可能な分子レベルや原子レベルの計算を可能にすることで、材料科学や生物学の分野で大きな進歩をもたらすことが期待されています。さらに、その応用範囲は、現在知られているユースケースをはるかに超えて広がり、想像もできないような可能性を切り開く可能性があります。

Google が Willow チップとそれに関連する量子エラー訂正の進歩を発表したことは、量子コンピューティングにおける画期的な前進です。実用的な大規模量子コンピューターはまだ実現の途上ですが、この画期的な出来事は、この技術が科学的発見を一変させ、現在克服できない計算上の課題に対処する可能性を強調しています。

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