To quantum chip που έρχεται για να αλλάξει τον κόσμο των υπολογιστών

Η Google έγινε γνωστή σε ολόκληρο τον κόσμο λόγω της μηχανής αναζήτησης της. Όμως, ο ιστορικός του μέλλοντος ίσως να έχει μια διαφορετική άποψη και να αναφέρει ότι η Google ήταν η εταιρεία που άλλαξε τον κόσμο των υπολογιστών. Και αυτό λόγω του Willow, ενός κβαντικού επεξεργαστή (quantum chip), ο οποίος μπορεί να φέρει επανάσταση στην πληροφορική.

Η προ ολίγων ημερών ανακοίνωση της Google για τη δημιουργία του Willow προκάλεσε τεράστια αίσθηση. Και ο λόγος είναι ότι το Willow είναι το πρώτο quantum chip που δείχνει να λύνει ένα βασικό πρόβλημα των κβαντικών υπολογιστών που είναι η διόρθωση των λαθών (error correction). Με αποτέλεσμα ο Willow, σύμφωνα με τη Google, να χρειάζεται μόλις 5 λεπτά για να λύσει ένα πρόβλημα το οποίο με τη χρήση «συμβατικών» υπολογιστών θα απαιτούνταν 10 επτάκις (σ.σ. 10.000.000.000.000.000.000.000.000) χρόνια! Είναι προφανές πως πρόκειται για εξαιρετικά σημαντική εξέλιξη σε έναν τομέα, για τον οποίο γίνεται όλο και περισσότερο λόγος τα τελευταία χρόνια. Οι κβαντικοί υπολογιστές αποτελούν το όνειρο όλων όσων ασχολούνται με το χώρο της πληροφορικής.

Η μνήμη ενός κλασικού ψηφιακού υπολογιστή αποτελείται από bit τα οποία μπορούν να αναπαραστήσουν την τιμή 1 ή 0. Στους κβαντικούς υπολογιστές, όμως, έχουμε τα qubits. Ένα qubit μπορεί να αναπαραστήσει την τιμή 1, 0 ή οποιαδήποτε υπέρθεση αυτών των 2. Δύο qubits μπορούν να αναπαραστήσουν οποιαδήποτε υπέρθεση τεσσάρων δυνατών καταστάσεων, 3 qubits οποιαδήποτε υπέρθεση 8 καταστάσεων. Γενικά ένας κβαντικός υπολογιστής με n qubits μπορεί να βρίσκεται σε αυθαίρετη υπέρθεση των έως 2n δυνατών καταστάσεων ταυτόχρονα, ενώ ένας κλασικός υπολογιστής μπορεί να βρίσκεται μόνο σε μια από αυτές τις καταστάσεις κάθε στιγμή. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να επιταχύνεται σε απίστευτο ποσοστό η επεξεργαστική ισχύ.

Μία από τις προκλήσεις που υπάρχουν είναι η επιδιόρθωση λαθών καθώς οι κβαντικοί υπολογιστές εμφάνιζαν όλο και περισσότερα λάθη όταν καλούνταν να κάνουν πιο πολύπλοκους υπολογισμούς. Όμως, το Willow έρχεται να λύσει αυτό το ζήτημα καθώς όσο περισσότερα qubits προσθέτεις στο συγκεκριμένο chip τόσο περιορίζονται τα λάθη. Στην περίπτωση του Willow υπάρχουν 104 qubits, αριθμός που δεν είναι ιδιαίτερα μεγάλος σε σχέση με άλλα quantum υπολογιστικά συστήματα, αλλά η διαφορετική τεχνολογία έρχεται να κάνει τη διαφορά.

H Google δεν είναι η μόνη που ασχολείται με το χώρο των κβαντικών υπολογιστών με εταιρείες όπως η ΙΒΜ να πειραματίζονται πολλά χρόνια. Όμως, το Willow της δίνει ένα σημαντικό τεχνολογικό προβάδισμα και μένει να δούμε πως θα το αξιοποιήσει.

Αυτό που πρέπει να σημειωθεί είναι πως οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων, τον σχεδιασμό προηγμένων τεχνολογιών διαχείρισης και αποθήκευσης ενέργειας ή ακόμη και για την παραγωγή ενέργειας από αντιδράστηρες σύντηξης. Όπως, βέβαια, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία νέων ιών, την αποκρυπτογράφηση κωδικών ή να χρησιμοποιηθούν στην παρακολούθηση ανθρώπων και την ανάπτυξη οπλικών συστημάτων.