Η Google σημειώνει πρωτοποριακή πρόοδο στις πρακτικές εφαρμογές των κβαντικών υπολογιστών

Η Google αναφέρει ότι έχει αναπτύξει έναν αλγόριθμο υπολογιστή που δείχνει πώς η κβαντική υπολογιστική μπορεί να έχει πρακτικές εφαρμογές και να παράγει μοναδικά δεδομένα για χρήση με τεχνητή νοημοσύνη.

Η Google δήλωσε ότι ο νέος αλγόριθμος, που ονομάζεται Quantum Echoes, και λειτουργεί στα κβαντικά τσιπ της εταιρείας, είναι 13.000 φορές ταχύτερος από τον πιο σύνθετο κλασικό αλγόριθμο υπολογιστών σε έναν υπερυπολογιστή.

Ο αλγόριθμος Quantum Echoes θα μπορούσε να φέρει τους κβαντικούς υπολογιστές σε πρακτικές εφαρμογές.

Οι κβαντικοί υπολογιστές θα διαδραματίσουν βασικό ρόλο στην προσομοίωση κβαντομηχανικών φαινομένων, όπως οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ ατόμων και σωματιδίων, καθώς και η δομή (ή το σχήμα) των μορίων.

Ένα από τα εργαλεία που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για να κατανοήσουν τις χημικές δομές είναι ο Πυρηνικός Μαγνητικός Συντονισμός (NMR), ο οποίος είναι η ίδια επιστημονική αρχή πίσω από την απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού (MRI).

Το NMR λειτουργεί σαν μοριακό μικροσκόπιο, αρκετά ισχυρό ώστε να μας επιτρέπει να παρατηρούμε τις σχετικές θέσεις των ατόμων, βοηθώντας έτσι στην κατανόηση της δομής ενός μορίου.

Η προσομοίωση του σχήματος και της δυναμικής των μορίων είναι θεμελιώδης στη χημεία, τη βιολογία και την επιστήμη των υλικών. Οι εξελίξεις που θα μας βοηθήσουν να το κάνουμε αυτό καλύτερα θα οδηγήσουν σε εξελίξεις σε πολλούς τομείς, από τη βιοτεχνολογία έως την ηλιακή ενέργεια και τη σύντηξη.

Πέρυσι, η Google ανακοίνωσε το κβαντικό τσιπ Willow, το οποίο, σύμφωνα με την εταιρεία, θα μπορούσε να διορθώσει ένα βασικό πρόβλημα με τα «qubits», τα δομικά στοιχεία των κβαντικών υπολογιστών.

Τα στελέχη δήλωσαν ότι η ανάπτυξη του αλγορίθμου είναι εξίσου σημαντική με το τσιπ. Ο αλγόριθμος μπορεί επίσης να επαληθευτεί χρησιμοποιώντας άλλους κβαντικούς υπολογιστές ή μέσω πειραμάτων. Τα επαληθεύσιμα δεδομένα σημαίνουν ότι θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε πρακτικές εφαρμογές.

Το τσιπ Google Willow έχει ήδη σημειώσει σημαντικά βήματα προόδου στην κβαντική υπολογιστική.

Σε ένα πείραμα απόδειξης αρχής σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϋ, η Google εκτέλεσε τον αλγόριθμο Quantum Echoes στο τσιπ Willow για να μελετήσει δύο μόρια, ένα με 15 άτομα και ένα άλλο με 28 άτομα, για να δοκιμάσει τη μέθοδο.

Τα αποτελέσματα στον κβαντικό υπολογιστή της Google ταίριαζαν με αυτά του συμβατικού NMR και αποκάλυψαν πληροφορίες που το συμβατικό NMR δεν μπορεί να παράσχει, παρέχοντας σημαντική επικύρωση της προσέγγισής μας.

Ακριβώς όπως τα τηλεσκόπια και τα μικροσκόπια έχουν ανοίξει νέους κόσμους που δεν έχουμε ξαναδεί, αυτό το πείραμα αποτελεί ένα βήμα προς ένα «κβαντικό μικροσκόπιο» ικανό να μετρήσει προηγουμένως μη παρατηρήσιμα φυσικά φαινόμενα.

Το κβαντικά ενισχυμένο NMR θα μπορούσε να γίνει ένα ισχυρό εργαλείο στην ανάπτυξη φαρμάκων, βοηθώντας στον προσδιορισμό του τρόπου με τον οποίο τα πιθανά φάρμακα συνδέονται με τους στόχους τους ή στην επιστήμη των υλικών για τον προσδιορισμό της μοριακής δομής νέων υλικών όπως πολυμερή, εξαρτήματα μπαταριών ή ακόμα και τα υλικά που αποτελούν τα κβαντικά bits (qubits).