VIDEO: Prva praktična primjena kvantnog računalstva

Google je u časopisu Nature objavio istraživanje za koje kaže da prvi puta u povijesti pokazuje kako kvantno računalo može uspješno pokrenuti provjerljiv algoritam na hardveru, nadmašujući čak i najbrža klasična superračunala (13.000 puta brža).

Može izračunati strukturu molekule i utrti put prema primjenama u stvarnom svijetu, kao što možete vidjeti u ovom videu.

Ovaj iskorak omogućuje Googleov kvantni čip Willow, predstavljen prošle godine, a Google tvrdi da je proveo revolucionarno istraživanje koje potvrđuje da može stvoriti stvarne primjene za kvantna računala. Tvrtkin algoritam Quantum Echoes, demonstracija je "prve ikada provjerljive kvantne prednosti pokretanja algoritma vremenskog korelatora izvan redoslijeda (OTOC)".

"Zamislite da pokušavate pronaći izgubljeni brod na dnu oceana. Sonarna tehnologija mogla bi vam dati mutan oblik i reći: 'Dolje je olupina broda'. Ali što ako ne samo da možete pronaći brod, već i pročitati pločicu s natpisom na njegovom trupu?", navodi Google i kaže da je to vrsta neviđene preciznosti koju je postigao s kvantnim čipom Willow.

U svom radu Googleovi znanstvenici su demonstrirali ikada provjerljivu "kvantnu prednost", pokretanjem algoritma vremenskog korelatora izvan redoslijeda (OTOC), koji nazivaju Kvantnim odjekom.

"Kvantni odjeci mogu biti korisni u učenju strukture sustava u prirodi, od molekula do magneta i crnih rupa, a pokazali smo da na Willowu radi 13.000 puta brže od najboljeg klasičnog algoritma na jednom od najbržih superračunala na svijetu", navodi Google.

Ovo je prvi put u povijesti da je neko kvantno računalo uspješno pokrenulo provjerljiv algoritam koji nadilazi mogućnosti superračunala. Kvantna provjerljivost znači da se rezultat može ponoviti na Googleovom kvantnom računalu, ili bilo kojem drugom istog kalibra, kako bi se dobio isti odgovor, potvrđujući rezultat. Ovo ponovljivo, vanklasično računanje osnova je za skalabilnu provjeru, te približava kvantna računala alatima za praktične primjene.

Prema primjeni u stvarnom svijetu

Kvantna računala bit će ključna u modeliranju kvantno-mehaničkih fenomena, poput interakcija atoma i čestica te strukture (ili oblika) molekula. Jedan od alata koje znanstvenici koriste za razumijevanje kemijske strukture je nuklearna magnetska rezonancija (NMR), ista znanost koja stoji iza MRI tehnologije.

NMR djeluje kao molekularni mikroskop, dovoljno snažan da omogući da vidimo relativni položaj atoma, što nam pomaže da razumijemo strukturu molekule. Modeliranje oblika i dinamike molekula temeljno je u kemiji, biologiji i znanosti o materijalima, a napredak koji nam pomaže u tome bolje podupire napredak u područjima od biotehnologije do solarne energije i nuklearne fuzije.

U eksperimentu dokazivanja principa u partnerstvu sa Sveučilištem u Kaliforniji, Berkeley, Google je pokrenuo algoritam Quantum Echoes na Willow čipu kako bi proučio dvije molekule, jednu s 15 atoma i drugu s 28 atoma, kako bi provjerio ovaj pristup. Rezultati na kvantnom računalu podudarali su se s onima tradicionalnog NMR-a i otkrili informacije koje obično nisu dostupne iz NMR-a, što je ključna validacija ovog pristupa.

NMR poboljšan kvantnim računalstvom mogao bi postati moćan alat u otkrivanjulijekova, pomažući u određivanju kako se potencijalni lijekovi vežu za svoje ciljeve ili u znanosti o materijalima za karakterizaciju molekularne strukture novih materijala poput polimera, komponenti baterija ili čak materijala koji čine naše kvantne bitove (kubite).

Google kaže da bi primjene kvantnih računala u stvarnom svijetu mogle stići kroz idućih pet godina.