Google revolutioneert het gebied van de kwantumcomputing met zijn nieuwe chip Willow, die een belangrijke vooruitgang vertegenwoordigt in de kwantumfoutcorrectie. Deze technologie stabiliseert een logische qubit, waardoor het aantal fouten wordt gereduceerd tot één per uur, in plaats van één per seconde in eerdere configuraties. Met 105 fysieke qubits gebruikt Willow een geoptimaliseerde architectuur die een betrouwbaarheid van bijna een biljoen mogelijk maakt, en daarmee de weg effent voor praktische toepassingen van kwantumcomputing en een uitdaging vormt voor moderne supercomputers.
De belangrijkste informatie
- Google onthult de kwantumchip Willow met belangrijke vooruitgangen in de kwantumfoutcorrectie.
- Willow stabiliseert een logische qubit met één fout per uur, in plaats van fouten elke seconde eerder.
- Bestaat uit 105 fysieke qubits, Willow verbetert de nauwkeurigheid voor praktisch gebruik van kwantumcomputing.
- Einddoel: foutpercentages bereiken die compatibel zijn met grootschalige kwantumsystemen.
Google introduceert de kwantumchip Willow
In een belangrijke stap heeft Google zijn nieuwe kwantumchip gepresenteerd, genaamd Willow, die belooft de kwantumcomputing te transformeren. Deze innovatie vindt plaats in een context waar de uitdagingen rondom kwantumfoutcorrectie centraal staan bij de zorgen van onderzoekers en ingenieurs. Willow vertegenwoordigt een significante vooruitgang in deze zoektocht, met oplossingen voor de beperkingen van traditionele qubits.
Significante vooruitgangen in kwantumfoutcorrectie
Qubits, de fundamentele elementen van kwantuminformatie, zijn vaak onstabiel en kwetsbaar voor fouten. Een van de belangrijkste uitdagingen in kwantumsystemen is het waarborgen van een betrouwbaarheid die dicht bij een biljoen ligt, wat nodig is voor betrouwbare informatieverwerking. Willow is erin geslaagd om een logische qubit te stabiliseren met een fout die slechts één keer per uur voorkomt, een verbetering ten opzichte van eerdere configuraties waarin fouten frequent voorkwamen, één keer per seconde.
Qubits versus bits: superposities en rekencapaciteit
In tegenstelling tot klassieke bits kunnen qubits bestaan in superposities, wat hen een ongekende rekencapaciteit verleent. Deze eigenschap is essentieel voor de exponentieel verhoogde belofte van kwantumcomputers. Maar om deze kracht volledig te benutten, moeten kwantumsystemen de aanhoudende kloof overbruggen tussen de huidige foutpercentages en de vereiste niveaus voor praktisch grootschalig gebruik.
Foutcorrectie door logische qubits over meerdere deeltjes te verspreiden
Een van de strategieën die in Willow zijn geïmplementeerd, bestaat uit het verspreiden van logische qubits over meerdere deeltjes, waardoor fouten beter beheerd kunnen worden. Het uitbreiden van fysieke qubits en de geoptimaliseerde architectuur van Willow, die 105 fysieke qubits omvat, verbeteren de nauwkeurigheid van de berekeningen exponentieel. Deze benadering zou mogelijk kunnen leiden tot de bevestigde exponentiële foutuitbanning, een doel dat wetenschappers al meer dan 30 jaar nastreven.
Uitvoering van een kwantumtaken in 5 minuten
Willow heeft al zijn vermogen laten zien door een kwantumtaak in slechts 5 minuten uit te voeren, waarmee het de prestaties van moderne supercomputers uitdaagt. Deze snelheid opent nieuwe perspectieven, zowel in onderzoek als in praktische toepassingen. Toch blijft de echte uitdaging: de foutpercentages verder te verlagen voor een brede toepasbaarheid van kwantumcomputing.
Aanhoudende kloof tussen huidige en vereiste foutpercentages voor de toekomst
Ondanks de indrukwekkende vooruitgangen die Willow heeft gebracht, bestaat er nog steeds een aanzienlijke kloof tussen de huidige foutpercentages en de niveaus die moeten worden bereikt om een toekomst te overwegen waarin kwantumcomputing wijdverbreid en betrouwbaar wordt. Onderzoek naar de stabiliteit van qubits en foutcorrectiemethoden moet daarom doorgaan om ervoor te zorgen dat deze technologie op praktische wijze kan worden toegepast in verschillende gebieden, van cryptografie tot complexe simulaties.
