Pengkomputeran kuantum telah lama menjanjikan kemajuan revolusi dalam kuasa pengkomputeran, tetapi telah dihalang oleh cabaran teknikal, terutamanya kadar ralat yang meningkat dengan saiz sistem. Pengumuman terbaru Google menandakan titik perubahan bersejarah dalam perjalanan ini, berpotensi membawa kita lebih dekat kepada aplikasi pengkomputeran kuantum yang praktikal.
Pencapaian Cemerlang
Pemproses kuantum Willow terbaru Google telah menunjukkan dua pencapaian cemerlang yang boleh mengubah masa depan pengkomputeran kuantum. Yang paling penting, ia menyelesaikan pengiraan dalam masa kurang dari lima minit yang akan mengambil masa kira-kira 10 septilion tahun untuk diselesaikan oleh superkomputer terpantas dunia, Frontier – satu jangka masa yang jauh melebihi usia semasa alam semesta.
Perbandingan Sejarah:
- 2019: Google Sycamore - 200 saat berbanding 10,000 tahun pada superkomputer
- 2024: Google Willow - 5 minit berbanding 10 septilion tahun pada superkomputer
Pengurangan Ralat Revolusioner
Aspek paling menakjubkan dalam reka bentuk Willow ialah keupayaannya untuk mengurangkan ralat apabila sistem dikembangkan – menyelesaikan masalah yang telah mengganggu pengkomputeran kuantum selama hampir tiga dekad. Semasa menguji grid qubit yang semakin besar, dari 3x3 ke 5x5 ke 7x7, pasukan ini mencapai pengurangan ralat secara eksponen, mengurangkannya separuh dengan setiap peningkatan skala. Pencapaian di bawah ambang ini mewakili kejayaan asas dalam pengkomputeran kuantum.
Metrik Prestasi Cip Kuantum Willow:
- Masa pengiraan: < 5 minit
- Masa setara superkomputer klasik: 10 septilion tahun
- Konfigurasi grid qubit yang diuji: 3x3, 5x5, 7x7
- Pengurangan ralat: 50% dengan setiap peningkatan skala
Inovasi Teknikal
Berbeza dengan komputer klasik yang menggunakan bit binari (0 atau 1), Willow menggunakan bit kuantum atau qubit yang boleh wujud dalam pelbagai keadaan secara serentak melalui superposisi. Sifat kuantum ini membolehkan keupayaan pengkomputeran luar biasa, tetapi secara tradisional datang dengan peningkatan kadar ralat apabila sistem berkembang. Seni bina Willow berjaya mengekalkan koherensi kuantum semasa penskalaan, beroperasi pada suhu hampir sifar mutlak untuk mencapai superkonduktiviti.
Aplikasi Dunia Sebenar
Walaupun ujian penanda aras semasa menggunakan pensampelan litar rawak (RCS) tidak mempunyai aplikasi praktikal serta-merta, ia menunjukkan potensi komputer kuantum untuk menangani masalah di luar jangkauan sistem klasik. Pasukan kuantum Google mencadangkan aplikasi komersial mungkin hanya mengambil masa tiga hingga lima tahun, berbanding dekad. Aplikasi pengkomputeran kuantum semasa sudah termasuk pembangunan ubat dan pengoptimuman reka bentuk bateri kenderaan elektrik.
Implikasi Masa Depan
Kemajuan ini mewakili pencapaian ketiga dalam pelan tindakan kuantum enam langkah Google ke arah mencipta komputer kuantum yang sepenuhnya bebas ralat. Pencapaian ini menunjukkan bahawa komputer kuantum mungkin akan dapat memajukan penyelidikan saintifik dalam bidang yang sebelum ini tidak dapat dicapai, terutamanya dalam kajian sistem kuantum kompleks dan aplikasi kecerdasan buatan di mana kesan kuantum memainkan peranan penting.