Cercetătorii AI de la Google reduc ratele de eroare într-un pas cheie spre viitorul calculului cuantic

• Calculatorul cuantic al Google a atins o etapă importantă în ceea ce privește corectarea erorilor.
• Precizia calculatorului s-a îmbunătățit pe măsură ce oamenii de știință au folosit mai mulți qubiți pentru a corecta greșelile.
• În 2019, Google a anunţat că a atins „supremaţia cuantică” , afirmând că procesorul său Sycamore a finalizat în 3′ şi 20 ” un calcul pentru care ar fi nevoie de 10.000 de ani în cazul unui supercomputer convenţional.

Oamenii de ştiinţă de la Google au anunţat un nou pas înainte către viitorul computer cuantic, cu un experiment ce reduce în mod semnificativ rata de eroare, un obstacol major pe drumul spre „Sfântul Graal” al informaticii, conform unui studiu publicat miercuri în Nature, potrivit FT.

Computerul cuantic universal va transforma radical sistemele informatice, cu puteri de calcul uriaşe, incomparabile cu cele ale calculatoarelor convenţionale.

Însă, acest computer revoluţionar, pe care informaticienii îl consideră un „Graal” , nu va fi posibil prea curând, fiind necesară depăşirea a numeroase obstacole tehnologice, cu precădere o rată de eroare mult prea mare pentru a putea fi dezvoltate aplicaţii fiabile.

Un experiment realizat de departamentul de cercetare Google Quantum AI a demonstrat că poate fi îmbunătăţită în mod semnificativ corectarea erorilor, ceea ce îi permite gigantului digital să îşi mute pionii în cursa către computerul cuantic.

Corectarea greșelilor

Procesoarele cuantice supraconductoare, precum cele de la Google sau ale rivalului IBM, exploatează proprietăţile uimitoare ale fizicii cuantice care guvernează lumea la scară infinitezimală. Ele utilizează biţi cuantici numiţi qubiţi. Aceştia sunt cărămizi de bază ale informaticii cuantice cu o infinitate de stări posibile ce se pot suprapune (0 şi 1 în acelaşi timp) şi se pot intrica – în timp ce biţii computerelor clasice au doar două stări posibile (0 sau 1).

Suprapunerea şi intricarea fac posibilă efectuarea de operaţii matematice masive în paralel, computerul fiind capabil să exploreze toate soluţiile în acelaşi timp şi nu una câte una.

Însă, manipularea qubiţilor se confruntă cu un obstacol fizic major numit decoerenţă, care face ca proprietăţile cuantice să dispară la contactul cu cea mai mică perturbare exterioară. Această fragilitate este cea care generează o importantă rată de eroare, cu atât mai deranjantă cu cât erorile cresc odată cu numărul qubiţilor.

Google a testat o metodă care utilizează coduri corectoare capabile să detecteze şi să rezolve erorile fără a afecta informaţiile.

Acest sistem, menit să îmbunătăţească performanţa logică a computerului, a fost teoretizat la sfârşitul anilor 1990 şi, prin urmare, nu este ceva nou. Cu excepţia faptului că punerea sa în practică are efectul opus celui scontat: cu cât sunt mai mulţi qubiţi cu atât dimensiunea codului corector trebuie să crească şi… cu atât performanţa de corectare se diminuează.

„Magia”

Oamenii de ştiinţă de la Google susţin că au dezvoltat pentru prima dată un cod de corectare a erorilor care inversează acest proces. „Este o basculă, magia corectării s-a produs”, a comentat dr. Hartmut Neven, autorul principal al studiului, în cadrul unei conferinţe de presă.

„Însă, acest lucru nu este suficient, acum trebuie să realizăm o rată de eroare mult mai mică” , a recunoscut omul de ştiinţă. Prin urmare, mai este încă un drum lung de parcurs până când tehnologia va deveni utilă, potrivit The Glob and Mail.

În 2019, Google a anunţat că a atins „supremaţia cuantică” , afirmând că procesorul său Sycamore a finalizat în trei minute şi douăzeci de secunde un calcul pentru care ar fi nevoie de 10.000 de ani în cazul unui supercomputer convenţional. Anunţul a fost apoi contestat, mai ales pentru că acel calcul realizat atunci nu a servit niciunui scop cu excepţia obţinerii acestei victorii.