Η Google παρουσίασε ένα νέο υπολογιστικό τσιπ, ονόματι Willow, το οποίο, παρά τις μικρές του διαστάσεις – μόλις 4 τετραγωνικά εκατοστά – διαθέτει εκπληκτική υπολογιστική ισχύ. Σύμφωνα με την εταιρεία, το Willow μπορεί να εκτελέσει εργασίες μέσα σε πέντε λεπτά που θα χρειάζονταν στους ταχύτερους κλασικούς υπολογιστές του κόσμου περισσότερα από 10^30 χρόνια, δηλαδή περισσότερο από την ίδια την ηλικία του σύμπαντος.
Το Willow
Το νέο τσιπ, που ονομάζεται Willow και κατασκευάστηκε στην παραθαλάσσια πόλη της Σάντα Μπάρμπαρα στην Καλιφόρνια, έχει περίπου τις διαστάσεις μιας μέντας After Eight και θα μπορούσε να υπερφορτώσει τη δημιουργία νέων φαρμάκων επιταχύνοντας σημαντικά την πειραματική φάση της ανάπτυξης.
Οι αναφορές για την απόδοσή του ακολουθούν μια καταιγίδα αποτελεσμάτων από το 2021 που δείχνουν ότι απέχουμε μόνο περίπου πέντε χρόνια από το να γίνουν οι κβαντικοί υπολογιστές αρκετά ισχυροί ώστε να αρχίσουν να μεταμορφώνουν τις δυνατότητες της ανθρωπότητας να ερευνά και να αναπτύσσει νέα υλικά, από φάρμακα μέχρι μπαταρίες, δήλωσε ένας ανεξάρτητος εμπειρογνώμονας από το Ηνωμένο Βασίλειο. Οι κυβερνήσεις σε όλο τον κόσμο διοχετεύουν δεκάδες δισεκατομμύρια δολάρια στην έρευνα.
Είναι σημαντικό ότι το Willow υποστηρίζεται ότι είναι πολύ λιγότερο επιρρεπές σε σφάλματα από τις προηγούμενες εκδόσεις και θα μπορούσε να διογκώσει τις δυνατότητες του ήδη ταχέως αναπτυσσόμενου τομέα της τεχνητής νοημοσύνης.
Η κβαντική υπολογιστική – η οποία αξιοποιεί την ανακάλυψη ότι η ύλη μπορεί να υπάρχει σε πολλαπλές καταστάσεις ταυτόχρονα – προβλέπεται ότι θα έχει τη δύναμη να εκτελεί πολύ μεγαλύτερους υπολογισμούς από ό,τι ήταν δυνατό στο παρελθόν και έτσι θα επιταχύνει τη δημιουργία αντιδραστήρων πυρηνικής σύντηξης και θα επιταχύνει τον αντίκτυπο της τεχνητής νοημοσύνης, ιδίως στην ιατρική επιστήμη. Για παράδειγμα, θα μπορούσε να επιτρέψει την ανάγνωση μαγνητικών τομογραφιών σε επίπεδο ατόμου, ξεκλειδώνοντας νέες αποθήκες δεδομένων σχετικά με το ανθρώπινο σώμα και τις ασθένειες για την επεξεργασία από την τεχνητή νοημοσύνη, δήλωσε η Google.
Αλλά υπάρχουν επίσης φόβοι ότι χωρίς προστατευτικές μπάρες, η τεχνολογία έχει τη δύναμη να σπάσει ακόμη και την πιο εξελιγμένη κρυπτογράφηση, υπονομεύοντας την ασφάλεια των υπολογιστών.
Η Google Quantum AI είναι μία από τις πολυάριθμες ομάδες που παλεύουν με το πώς να αξιοποιήσουν την υπολογιστική ισχύ της κβαντομηχανικής, συμπεριλαμβανομένων της Microsoft, του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ και της Quantinuum, μιας εταιρείας με δεσμούς με το Ηνωμένο Βασίλειο. Ένα βασικό πρόβλημα είναι η μείωση της ευθραυστότητας των κβαντικών τσιπ, καθώς ακόμη και μικροσκοπικά ελαττώματα του υλικού, οι κοσμικές ακτίνες και η ιονίζουσα ακτινοβολία τείνουν να τα βγάλουν από την πορεία τους.
Στους συμβατικούς υπολογιστές, η θεμελιώδης μονάδα πληροφορίας είναι το bit, το οποίο μπορεί να πάρει τιμή είτε «0» είτε «1». Στους κβαντικούς υπολογιστές, αντίστοιχη μονάδα είναι το κβαντικό bit ή qubit, το οποίο, χάρη στην ιδιότητα της υπέρθεσης, μπορεί να βρίσκεται σε κατάσταση «0» είτε «1» ή και στις δύο καταστάσεις ταυτόχρονα.
Η ισχύς των qubits
Αυτή η μοναδική ιδιότητα πολλαπλασιάζει με γεωμετρική πρόοδο τη δυνατότητα αποθήκευσης και επεξεργασίας πληροφοριών. Εργασίες που στους σημερινούς υπερυπολογιστές θα απαιτούσαν χρόνια, μπορούν να ολοκληρωθούν από έναν κβαντικό υπολογιστή σε δευτερόλεπτα – ίσως ακόμη πιο γρήγορα από τον χρόνο που χρειάζεται ένας χρήστης για να πιει μια γουλιά καφέ αφού πατήσει το «enter».
Το τίμημα της δύναμης
Ωστόσο, αυτή η δύναμη συνοδεύεται από προκλήσεις. Οι κβαντικοί υπολογιστές είναι εξαιρετικά ευάλωτοι σε αστάθεια, καθώς ακόμη και μικρές εξωτερικές παρεμβολές ή ελαττώματα μπορούν να οδηγήσουν σε κατάρρευση της κατάστασης του qubit. Για την αντιμετώπιση αυτής της αδυναμίας, εφαρμόζεται μια πολύπλοκη διαδικασία γνωστή ως διόρθωση λαθών (error correction), η οποία προσπαθεί να ανιχνεύσει και να διορθώσει τα σφάλματα που προκύπτουν κατά την υπολογιστική διαδικασία.
Ο θόρυβος ως εμπόδιο
Σήμερα, οι περισσότερες κβαντικές διατάξεις εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν προβλήματα υψηλού θορύβου και συχνών λαθών. Αυτά τα χαρακτηριστικά περιορίζουν την αξιοπιστία και την πρακτική χρήση τους, παρά την τεράστια θεωρητική τους ισχύ. Η πρόκληση για τους επιστήμονες είναι να αναπτύξουν συστήματα που θα μειώνουν τα σφάλματα, καθιστώντας τους κβαντικούς υπολογιστές σταθερότερους και πιο αποτελεσματικούς.
*Πηγή: The Guardian / Nature
*Photo Credit: Google
