Google Willow denen şey

• Google'ın Willow kuantum çip duyurusuna dair uzman görüşü
  • Scott Aaronson: hesaplama karmaşıklığı teorisi alanında tanınmış bir bilgisayar bilimci; "Scott Aaronson's Quantum Computing Since Democritus" adlı kitabın yazarı
• Q2B (Quantum 2 Business) konferansına katılırken Google Quantum ekibinin yeni 105 kübitlik süperiletken çipi "Willow"un tanıtımına katıldı
• Willow çipi, hata düzelten surface code kübitleri ve büyük ölçekli kuantum üstünlüğü deneyi (Random Circuit Sampling) gerçekleştirilmesini içeren sonuçlar sundu
• Sunum, Mountain View'daki Computer History Museum'da yapıldı ve yüksek teknik seviyede sunum ile soru-cevap oturumundan oluştu

Google'ın başlıca başarıları ve bilimsel anlamı

• Willow çipi, 2019'dan bu yana kübit sayısını iki katına çıkardı, kübit coherence süresini 5 kat artırdı ve 2-kübit kapı doğruluğunu ~%99,7'ye (Controlled-Z gate), ~%99,85'e (iswap gate) yükseltti
• Surface code boyutunu 3×3, 5×5, 7×7'ye genişletirken, kodlanmış mantıksal kübitin daha uzun süre korunduğu olgusu gözlemlendi
• Bu, kuantum hata düzeltme yoluyla kararlı kuantum bilişimin mümkün olduğunu gösteren önemli bir eşik olarak değerlendiriliyor

Willow çipinin sınırlamaları ve sonraki görevler

• Google, tam hata toleranslı kübit tanımı için çok kübitli işlemlerde hata oranının 10⁻⁶'ya indirilmesi gerektiğini açıkça belirtti
• Mevcut deneylerde yalnızca tek bir kodlanmış kübit üretildi; henüz çok kübitli işlem deneyi yapılmadı

Kuantum üstünlüğü deneyi ve hesaplama süresi

• Willow kullanılarak yapılan yeni kuantum üstünlüğü deneyi, 105 kübit ve 40 aşamalı kapı yapısına dayanarak gerçekleştirildi
• En güncel simülasyon algoritmalarıyla bile bu deney sonucunu klasik olarak doğrulamanın en fazla 10²⁵ yıl süreceği tahmin ediliyor
• Doğrulama, küçük ölçekli devre sonuçlarına dayanan dolaylı bir yöntemle yapılıyor

Rakip teknolojilerle karşılaştırma

• Süperiletken kübitlerin kapı hızı yüksek olsa da, trapped-ion kübitler kübit taşınabilirliği ve yüksek kapı doğruluğu sağlıyor
• Willow, Google'ın rakiplerine yeni bir meydan okuma sunduğu bir örnek olarak değerlendiriliyor

Tartışmalar ve tepkiler

• Kuantum bilişim şüphecisi Gil Kalai, Google'ın iddialarına temkinli yaklaşılması gerektiğini belirtirken, önceki kuantum üstünlüğü deney verileri üzerinden itiraz etti
• Google'ın sunumu, abartısız başarılara dayanması bakımından olumlu değerlendirildi

Sonuç

• Willow, kuantum hata düzeltme ve büyük ölçekli kuantum deneylerinin mümkün olduğunu göstererek genel olarak olumlu değerlendiriliyor ve alanın önemli bir kilometre taşı olarak kabul ediliyor
• Bundan sonra Google ile diğer rakipler arasındaki teknik gelişim hızına dikkat çekiliyor
• Kuantum bilişimde ilerleme sürüyor ve deneysel sonuçlar giderek iyileşiyor

[GN⁺]

Hacker News görüşü

• Bir yazılım mühendisi olarak, API tüketip veritabanı satırlarını güncellemek, okuduklarıma kıyasla çocuk oyuncağı gibi geliyor. Kuantum bilgisayarın çözdüğü problem, geleneksel bilgisayarlarla trilyonlarca yıl sürecek türden, ama kuantum araştırmacıları dışında kimsenin ilgisini çekmiyor

  • Keşke kuantum araştırmacısı olmayan insanların da ilgisini çekecek problemleri çözse. Örneğin, n=10 olan gezgin satıcı problemi ya da 10 basamaklı bir sayının çarpanlara ayrılması gibi
  • Şu anda kuantum bilgisayarlar, ticari nükleer füzyonla aynı kategoride. Çok sayıda "çığır açan gelişme" var ama sonuç yok
  • Kanser araştırmacıları neredeyse hiç "Kanseri tedavi edebilecek çığır açan gelişme!" duyurusu yapmıyor, ama istikrarlı ilerleme kaydediyorlar

• Everett çoklu evren yorumuna dair iddianın mantıksız olduğunu düşünüyorum. Paralel evrenler aynı hesaplamayı eşzamanlı yapıyorsa, tüm evren genelinde performans artışı nasıl mümkün oluyor, merak ediyorum

• Süperiletken kübitler ile tuzaklanmış iyonlar, nötr atomlar ve fotonik kübitler hakkında soru aldıklarını söylemeleri komiğime gitti. Bu terimlerden ikiden fazlasını anlasaydım, ben de soru sorardım

• Genel olarak faydalı işlerde performansın nerede olduğunu merak ediyorum. Shor algoritmasıyla çarpanlarına ayrılabilen en büyük sayının ya da Grover algoritmasıyla ön görüntüsü hesaplanabilen en büyük hash'in ne olduğunu bilmek isterim

• Donanım ilerliyor ama kuantum bilgisayarda çalıştıracak algoritma eksikliği var. RSA kırmada işe yarayan Shor algoritması dışında bir şey yok

  • Kuantum simülasyonu ya da optimizasyonda faydalı olabileceğine dair sadece muğlak fikirler var
  • Yarın elimizde kusursuz bir kuantum bilgisayar olsa ne çalıştıracağımı bilmiyorum. Ortada ciddi bir boşluk var
  • Tek umut, kuantum algoritmalarında bir atılım olması. Bu alanda ise neredeyse hiç ilerleme yok
  • Kuantum algoritmaları alanında en iyi fonlanan şirketlerden biri olan Zapata Computing bu yıl kapandı

• İlgili makale: Willow, Our Quantum Chip

• "10^25 yıl" sonucuyla ilgili en büyük uyarı işareti, Google'ın buna yeterince dikkat çekmemesi. Bu kuantum hesaplamasının klasik bir bilgisayarda simüle edilmesinin ~10^25 yıl süreceği söyleniyor; aynı nedenle, klasik bir bilgisayarın kuantum bilgisayarın sonucunu doğrudan doğrulaması da ~10^25 yıl sürer

  • Bu kısmı anlamıyorum. Açıklama gerekiyor. Çözmesi uzun süren ama doğrulaması kolay pek çok problem var. Örneğin, çok büyük asal sayıların çarpımından oluşan dev bir sayının çarpanlara ayrılması gibi

• Klasik bir bilgisayarın kuantum bilgisayarın sonucunu doğrudan doğrulamasının ~10^25 yıl süreceği iddiasını anlamakta zorlanıyorum. Çözümden çok doğrulamanın daha kolay olduğu birçok problem var. Neden bu yaklaşımın kuantum hesaplama iddialarını doğrulamak için kullanılmadığını merak ediyorum

• Özet: Bu gerçek bir sonuç. Güzel olan taraf, daha fazla kübitin daha uzun süre dayanması. Kötü olan taraf ise sonucun açıkça doğrulanmamış olması; yalnızca çıkarım yoluyla doğrulanabiliyor