Google का Willow नाम की चीज़

• Google के Willow quantum chip की घोषणा पर एक विशेषज्ञ की राय
  • Scott Aaronson: computational complexity theory के क्षेत्र के एक प्रसिद्ध computer scientist, जिनकी पुस्तक "Scott Aaronson की quantum computing lectures" मौजूद है
• Q2B(Quantum 2 Business) conference में शामिल होने के दौरान Google Quantum team के नए 105-qubit superconducting chip "Willow" की घोषणा में उपस्थित थे
• Willow chip में error-correcting surface code qubits और बड़े पैमाने के quantum supremacy experiment (Random Circuit Sampling) को अंजाम देने की उपलब्धि शामिल है
• घोषणा Mountain View के Computer History Museum में की गई, और इसमें उच्च तकनीकी स्तर की presentation तथा Q&A session शामिल थे

Google की प्रमुख उपलब्धियाँ और वैज्ञानिक महत्व

• Willow chip ने 2019 के बाद से qubits की संख्या दोगुनी की, qubit coherence time को 5 गुना बढ़ाया, और 2-qubit gate accuracy को ~99.7%(Controlled-Z gate), ~99.85%(iswap gate) तक बेहतर किया
• surface code का आकार 3×3, 5×5, 7×7 तक बढ़ाते हुए यह पाया गया कि encoded logical qubit अधिक समय तक बना रहता है
• इसे quantum error correction के जरिए stable quantum computing की संभावना दिखाने वाला एक महत्वपूर्ण threshold माना जा रहा है

Willow chip की सीमाएँ और आगे की चुनौतियाँ

• Google ने स्पष्ट किया कि पूरी तरह error-tolerant qubit को परिभाषित करने के लिए multi-qubit operations में error rate को 10⁻⁶ तक घटाना जरूरी है
• मौजूदा experiment में केवल एक encoded qubit बनाया गया, और अभी multi-qubit operation experiment नहीं किया गया है

Quantum supremacy experiment और computation time

• Willow का उपयोग करते हुए नया quantum supremacy experiment 105 qubits और 40-step gates के आधार पर किया गया
• नवीनतम simulation algorithms के साथ भी इस experiment result को classical तरीके से verify करने में अधिकतम 10²⁵ साल लगने का अनुमान है
• verification छोटे circuits के results पर आधारित एक अप्रत्यक्ष तरीके से किया गया

प्रतिस्पर्धी तकनीकों से तुलना

• superconducting qubits की gate speed तेज है, लेकिन trapped-ion qubits qubit movement और उच्च gate accuracy प्रदान करते हैं
• Willow को Google द्वारा प्रतिस्पर्धियों के सामने नई चुनौती पेश करने के उदाहरण के रूप में देखा जा रहा है

विवाद और प्रतिक्रियाएँ

• quantum computing skeptic Gil Kalai ने कहा कि Google के दावों को सावधानी से देखना चाहिए, और उन्होंने मौजूदा quantum supremacy experiment data के आधार पर आपत्ति जताई
• Google की घोषणा को बिना अतिशयोक्ति वाली उपलब्धियों पर आधारित होने के कारण सकारात्मक रूप से आंका गया

निष्कर्ष

• Willow quantum error correction और बड़े पैमाने के quantum experiments की संभावना साबित करता है, और इसे कुल मिलाकर सकारात्मक मूल्यांकन मिल रहा है तथा यह क्षेत्र का एक महत्वपूर्ण milestone माना जा रहा है
• आगे Google और अन्य प्रतिस्पर्धियों के बीच तकनीकी प्रगति की रफ्तार पर ध्यान रहेगा
• quantum computing की प्रगति जारी है, और experimental achievements लगातार बेहतर हो रही हैं

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Hacker News राय

• एक software engineer के तौर पर, API consume करना और database rows update करना मैंने जो पढ़ा उसके मुकाबले बचकाना लगता है। quantum computer ने जो समस्या हल की है, उसे पारंपरिक computer से हल करने में खरबों साल लगेंगे, लेकिन quantum researchers के अलावा किसी को इसकी परवाह नहीं है

  • काश यह ऐसी समस्याएँ हल करे जिनमें quantum researcher न होने वाले लोगों की भी दिलचस्पी हो। उदाहरण के लिए, n=10 वाला traveling salesman problem या 10-अंकों की संख्या का factorization
  • अभी quantum computer उसी श्रेणी में हैं जिसमें commercial fusion आता है। "breakthrough" बहुत हैं, लेकिन नतीजे नहीं
  • cancer researchers शायद ही कभी "cancer का इलाज कर सकने वाला breakthrough!" जैसी घोषणा करते हैं, लेकिन लगातार प्रगति होती रहती है

• मुझे Everett many-worlds interpretation के बारे में दावे अलॉजिकल लगते हैं। अगर parallel universes एक ही computation को एक साथ कर रही हैं, तो पूरे universe के लिए performance improvement कैसे संभव है, यह समझ नहीं आता

• superconducting qubit, trapped ions, neutral atoms, और photonic qubits पर सवाल पूछे जाने वाली बात मुझे मज़ेदार लगी। अगर मैं इनमें से दो से ज़्यादा शब्द समझता, तो शायद सवाल पूछता

• मैं जानना चाहता हूँ कि सामान्य उपयोगी कामों में performance कहाँ है। मैं जानना चाहूँगा कि Shor algorithm से factorize की जा सकने वाली सबसे बड़ी संख्या कौन-सी है, या Grover algorithm से preimage निकाला जा सकने वाला सबसे बड़ा hash कौन-सा है

• hardware आगे बढ़ रहा है, लेकिन quantum computers पर चलाने के लिए algorithms की कमी है। RSA तोड़ने में काम आने वाले Shor algorithm के अलावा कुछ नहीं है

  • बस एक धुंधला-सा विचार है कि यह quantum simulation या optimization में काम आ सकता है
  • अगर कल एक पूर्ण quantum computer मिल जाए, तो मुझे नहीं पता होगा कि उस पर क्या चलाना है। स्थिति खाली-सी है
  • quantum algorithm में breakthrough ही एकमात्र उम्मीद है। इस क्षेत्र में प्रगति लगभग नहीं के बराबर है
  • Zapata Computing, quantum algorithms क्षेत्र की सबसे अच्छी funding पाने वाली company, इस साल बंद हो गई

• संबंधित लेख: Willow, Our Quantum Chip

• "10^25 साल" वाले नतीजे के बारे में सबसे बड़ी चेतावनी यह है कि Google ने इस पर पर्याप्त ध्यान नहीं दिया। क्योंकि इस quantum computation को classical computer पर simulate करने में ~10^25 साल लगेंगे, इसलिए classical computer को quantum computer के result को सीधे verify करने में भी ~10^25 साल लगेंगे

  • मैं यह हिस्सा नहीं समझ पाया। इसकी व्याख्या चाहिए। कई समस्याओं में हल निकालना लंबा काम होता है, लेकिन verification आसान होती है। उदाहरण के लिए, बहुत बड़े prime numbers के गुणनफल से बनी किसी बड़ी संख्या का factorization

• यह दावा समझना मुश्किल है कि classical computer को quantum computer के result को सीधे verify करने में ~10^25 साल लगेंगे। बहुत-सी समस्याओं में verification, solving से कहीं आसान होती है। समझ नहीं आता कि quantum computing के दावों को verify करने में यह तरीका क्यों इस्तेमाल नहीं किया जाता

• सारांश: यह एक वास्तविक result है। शानदार बात यह है कि ज़्यादा qubits ज़्यादा देर तक टिकते हैं। खराब बात यह है कि result को स्पष्ट रूप से verify नहीं किया गया, सिर्फ़ inference के ज़रिए verify किया जा सकता है