Googleの最先端量子チップ、Willow

 (blog.google)
12 ポイント 投稿者 GN⁺ 2024-12-10 | 1件のコメント | WhatsAppで共有
  • Googleが新たに開発した量子チップ Willow は、エラー率の低減と性能向上を通じて、大規模量子コンピュータ構築にさらに一歩近づいた
  • Willowは、従来のスーパーコンピュータでは10ゼタ年（10^25年）かかる計算をわずか5分で完了し、量子コンピューティングの可能性を実証した。

主な成果と機能

  • 量子誤り訂正の革新:
    • より多くのキュービットを使いながら、エラー率を指数関数的に低減することに成功
    • 量子誤り訂正で重要な**「しきい値以下（below threshold）」**の成果を達成
    • リアルタイム誤り訂正を実装し、安定性と信頼性を確保
  • 圧倒的な計算性能:
    • ランダム回路サンプリング（RCS）ベンチマークで、従来のスーパーコンピュータに比べ数十億倍高速に処理を実行
    • 105個のキュービットで、現在最高水準の量子チップ性能を記録
  • 新しい製造プロセス:
    • 最先端の製造施設で設計・製造
    • 個別コンポーネントとシステム統合の品質をともに最大化

Willowの技術的進歩

1. 量子誤り訂正

  • キュービット配列（3x3、5x5、7x7）で段階的なテストを行い、エラー率を半減することに成功
  • 「量子システムはキュービット数の増加に応じてより強力になる」ことを実証

2. RCSベンチマーク

  • ランダム回路サンプリング:
    • 量子コンピュータが従来のコンピュータでは解けないタスクを実行できるかを検証
    • WillowはRCSで過去最高の性能を記録し、「量子優位性」を実証

3. 設計と製造品質

  • T1時間（キュービットが励起状態を維持する時間）は約100マイクロ秒で、5倍に改善
  • 高品質なキュービットとゲートの組み合わせにより、システム全体の性能を最大化

Willowの可能性と未来

商業的応用の可能性

  • Willowは「実用的で商業的に有用な」量子アルゴリズム開発の可能性を開いた
  • 次の目標は、量子コンピュータが実際の問題を解く最初の有用な計算を実証すること

量子コンピューティングとAIの相乗効果

  • AIの学習データ生成、新薬の発見、エネルギー効率の高いバッテリー設計などで中核的な役割が期待される
  • 量子コンピューティングの拡張性と性能がAIの発展を加速させると見込まれる

Willowは量子コンピューティングの商業的活用の可能性を実証し、科学、エネルギー、AIなど多様な分野で革新を牽引するプラットフォームとして位置づけられるだろう。

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1件のコメント

 
GN⁺ 2024-12-10
Hacker Newsのコメント

  • 量子コンピューティングに関する重要な発表だ。256ビット鍵を使う耐量子性のないアルゴリズムには約2500量子ビットが必要になる。100を超える量子ビットを安定して示すことは、多くの人が不可能だと考えていたことだ。量子コンピューティングは多くのことを変え得るため、人々はそれを無視しようとしがちだ。AIとデータセキュリティは大きく変わる可能性がある。

  • APIは公開されたが、リクエストを送る300ms前にレスポンスが返ってきた。これに対処するために try{} と predestined{} ブロックを使うべきか、それとも Bootstrap Paradox ライブラリを使うべきか悩んでいる。

  • 量子計算が複数の並行宇宙で起きるという概念がある。証拠と結論の間には大きな隔たりがある。量子コンピューティングの専門家たちが、他の宇宙の計算資源を借りて計算していると考えているのか気になる。

  • この発表の重要性を判断するために、みんなが Scott Aaronsonのブログ を待つべきなのか気になる。

  • Willowが5分以内に実行した標準ベンチマーク計算は、現在最速のスーパーコンピューターでも10セクスティリオン年かかる計算だ。

  • 量子計算が複数の並行宇宙で起きるという概念がある。これは他の宇宙にエントロピーを注入しているということなのか、計算時間から宇宙がいくつあるか計算できるのか気になる。私たちの宇宙の量子チップは冷却しなければならないが、他の宇宙はどうやって冷却しているのだろうか。

  • 量子コンピューティングの数学的基礎を厳密に学ぶには良いタイミングだ。Quantum Formalism Academy で独学できる。

  • Willowで量子ビットを増やすほどエラーが減り、システムがより量子的になるという主張は非常に驚くべきものだ。これは量子誤り訂正のこれまでの歴史的な経験と矛盾している。

  • UCSBでJulianに会った。彼はとても聡明で親切、そして社交的だった。彼の研究発表を見ることができてうれしい。

  • Google Researchブログ によれば、誤り訂正された量子ビットが大きくなるほど指数関数的に性能が向上する初の量子プロセッサだという。これは量子計算のスケーリング問題を根本から覆すものだ.