Google का अत्याधुनिक quantum chip, Willow

• Google द्वारा नया विकसित quantum chip Willow, error rate में कमी और performance improvement के ज़रिए बड़े पैमाने के quantum computer निर्माण के और एक कदम करीब ले जाता है
• Willow ने वह computation केवल 5 मिनट में पूरा कर दिया, जिसे मौजूदा supercomputer से करने में 10 zetta years (10^25 वर्ष) लगते; इससे quantum computing की क्षमता साबित होती है.

प्रमुख उपलब्धियाँ और विशेषताएँ

• quantum error correction में नवाचार:
  • अधिक qubit इस्तेमाल करते हुए error rate को घातीय रूप से कम करने में सफलता
  • quantum error correction में महत्वपूर्ण "below threshold" उपलब्धि हासिल
  • real-time error correction लागू कर स्थिरता और विश्वसनीयता सुनिश्चित की
• बेहद शक्तिशाली computational performance:
  • random circuit sampling (RCS) benchmark में मौजूदा supercomputer की तुलना में अरबों गुना तेज़ गति से काम किया
  • 105 qubit के साथ मौजूदा सर्वश्रेष्ठ quantum chip performance का रिकॉर्ड
• नई manufacturing process:
  • अत्याधुनिक manufacturing facility में design और fabrication
  • individual components और system integration, दोनों की quality को अधिकतम किया

Willow की तकनीकी प्रगति

1. quantum error correction

• qubit arrays (3x3, 5x5, 7x7) के साथ क्रमिक परीक्षण करते हुए error rate को आधा करने में सफलता
• यह साबित किया कि "qubit की संख्या बढ़ने पर quantum system और अधिक शक्तिशाली होता है"

2. RCS benchmark

• random circuit sampling:
  • यह जाँचता है कि क्या quantum computer ऐसे कार्य कर सकता है जिन्हें पारंपरिक computer हल नहीं कर सकते
  • Willow ने RCS में अब तक का सर्वश्रेष्ठ performance दर्ज कर "quantum supremacy" प्रदर्शित किया

3. design और manufacturing quality

• T1 time (वह समय जितनी देर qubit excitation बनाए रखता है) लगभग 100 microseconds तक, यानी 5 गुना सुधार
• high-quality qubit और gate के संयोजन से पूरे system की performance को अधिकतम किया

Willow की संभावनाएँ और भविष्य

commercial applications की संभावना

• Willow ने "व्यावहारिक और व्यावसायिक रूप से उपयोगी" quantum algorithm development की संभावना खोली है
• अगला लक्ष्य वह पहली उपयोगी computation साबित करना है जिसमें quantum computer वास्तविक समस्याएँ हल करे

quantum computing और AI की synergy

• AI training data generation, नई दवा खोज, और energy-efficient battery design जैसे क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका की उम्मीद
• अनुमान है कि quantum computing की scalability और performance, AI के विकास को और तेज़ करेगी

Willow, quantum computing के commercial उपयोग की संभावना साबित करते हुए, science, energy, AI सहित कई क्षेत्रों में innovation को आगे बढ़ाने वाला platform बन सकता है.

[GN⁺]

Hacker News टिप्पणियाँ

• यह quantum computing के बारे में एक महत्वपूर्ण घोषणा है। 256-bit key इस्तेमाल करने वाले non-quantum-resistant algorithm के लिए लगभग 2500 qubits की ज़रूरत होती है। 100 से ज़्यादा qubits को स्थिर रूप से दिखाना ऐसी चीज़ थी जिसे कई लोग असंभव मानते थे। quantum computing बहुत कुछ बदल सकती है, इसलिए लोगों में इसे नज़रअंदाज़ करने की प्रवृत्ति होती है। AI और data security काफ़ी बदल सकते हैं.

• API खुल गया है, लेकिन request भेजने से 300ms पहले ही response वापस आ जाता है। इसे संभालने के लिए try{} और predestined{} block इस्तेमाल करने चाहिए या Bootstrap Paradox library इस्तेमाल करनी चाहिए, इसी पर सोच रहा हूँ.

• एक अवधारणा है कि quantum computation कई parallel universes में होता है। सबूत और निष्कर्ष के बीच काफ़ी बड़ा अंतर है। सोचता हूँ कि क्या quantum computing के विशेषज्ञ मानते हैं कि वे गणना करने के लिए दूसरे universes की capacity उधार लेते हैं.

• सोच रहा हूँ कि क्या इस घोषणा के महत्व का आकलन करने के लिए बाकी लोगों की तरह मुझे भी Scott Aaronson के ब्लॉग का इंतज़ार करना चाहिए.

• Willow ने 5 मिनट के भीतर जो standard benchmark calculation किया, वही गणना आज के सबसे तेज़ supercomputer को 10 septillion साल लगेंगे.

• एक अवधारणा है कि quantum computation कई parallel universes में होता है। सोचता हूँ कि क्या यह दूसरे universes में entropy inject करता है, और क्या computation time से यह निकाला जा सकता है कि universes कितने हैं। हमें अपने universe के quantum chip को ठंडा करना पड़ता है, तो सोचता हूँ दूसरे universes को कैसे ठंडा किया जाता है.

• quantum computing की mathematical foundations को सख़्ती से सीखने के लिए यह अच्छा समय है। Quantum Formalism Academy में self-study की जा सकती है.

• Willow में ज़्यादा qubits इस्तेमाल करने पर errors कम होते हैं और system ज़्यादा quantum हो जाता है—यह दावा बेहद चौंकाने वाला है। यह quantum error correction के ऐतिहासिक अनुभव के विपरीत लगता है.

• UCSB में Julian से मिला था। वह बहुत बुद्धिमान, दयालु और मिलनसार था। उसके research announcement को देखकर खुशी हुई.

• Google Research ब्लॉग के मुताबिक, यह पहला quantum processor है जो error-corrected qubit के बड़े होने पर exponential रूप से बेहतर होता है। यह quantum computation की scaling problem को बुनियादी तौर पर उलट देता है।