Ärge investeerige, kui te ei ole valmis kogu investeeritud raha kaotama. Tegemist on kõrge riskiga investeeringuga ja te ei tohiks eeldada, et olete kaitstud, kui midagi läheb valesti.

Skip to content
taust

Google Quantum AI Deep Dive 2025: Võidujooks kvantide ülemvõimu suunas: Willow Chip Breakthrough & The Race to Quantum Supremacy

Registreeru nüüd

Alusta oma AI kauplemist vähem kui 30 sekundiga

🚀 109 kasutajat liitus täna
  • ✔ Tagasi võtmine igal ajal
  • ✔ Turvaline ja krüpteeritud juurdepääs

Registreerudes nõustute meie Kasutustingimused ja Privaatsuspoliitika.

google quantum ai
🔬 Top 20 kvantiarvutiettevõtte süvauuringute sari - artikkel #2 20-st

Google Quantum AI Deep Dive 2025: Võidujooks kvantide ülemvõimu suunas: Willow Chip Breakthrough & The Race to Quantum Supremacy

⚡ TL;DR - peamised järeldused

  • Paju kiip: 105-qubitiline ülijuhtiv protsessor saavutab eksponentsiaalse veamäära vähendamise - esimene süsteem, mis ületab veaparandusbarjääri alla läve
  • Kvantkaja algoritm: Näidatud 13 000-kordne kiirendus võrreldes Frontier superarvutiga füüsikasimulatsioonis - saavutati kontrollitav kvantide eelis.
  • Juhuslik valikuuring (RCS): Täidetud võrdlusuuring alla 5 minuti vs. 10 septiljonit aastat klassikaliste arvutite puhul.
  • Viieetapiline tegevuskava: Selge raamistik alates avastamisest kuni tegeliku kasutuselevõtuni - eesmärk on praktilised rakendused 2020. aastate lõpuks.
  • Cirq ja Google Cloudi integratsioon: Avatud lähtekoodiga Pythoni raamistik koos pilvepääsuga demokratiseerib kvantide arendamist
  • 2026-2029 Prognoosid: Kümnendi lõpuks keskendutakse kvantmeetriatundlikkusele, materjaliteadusele, ravimite avastamisele koos veatolerantsete süsteemidega.

Kvantide kaja: Tõelise maailma rakenduste suunas - Google Quantum AI Official (6:41)

🎯 1. jagu: Paju kiip - veaparandusbarjääri ületamine

1.1 Sükamoorist paju: Google'i kvantide areng

Viie aasta jooksul pärast Sycamore saavutas 2019. aastal kvantide ülemvõimu, Quantum AI on jätkanud järeleandmatut liikumist praktilise, veatolerantse kvantarvutuse suunas. Detsembris 2024 avalikustatakse Paju - Google'i uusim 105-kubitiline ülijuhtiv protsessor - tähistab murrangulist hetke sellel teekonnal: esimest korda on ükskõik milline kvandsüsteem saavutanud eksponentsiaalne vea vähendamine kui see suureneb.

See läbimurre, mis on avaldatud Looduskujutab endast aastakümneid kestnud teoreetilise töö kulminatsiooni kvandivigade parandamise alal. Willowi saavutus allpool künnist veaparandus tähendab, et kui Google lisab rohkem qubiteid, et luua suuremaid loogilisi qubiteid, vähenevad vead eksponentsiaalselt, mitte ei suurene - see on miljonite qubitite veatolerantsete kvantarvutite ehitamise põhinõue.

105
Füüsilised kubitsad
(ülijuhtiv)
13,000×
Speedup vs Frontier
(Quantum Echoes)
1025
Aastad (klassikaline)
vs 5 minutit (Quantum)
~100μs
T1 Koherentsuse aeg
(Tehnika hetkeseis)

1.2 Tehniline arhitektuur: Kuidas Willow töötab

Ülijuhtivad kubitsad: Willow kasutab kvantmehaaniliste efektide ärakasutamiseks transmon-stiilis ülijuhtivaid kubiti, mis on jahutatud 15 millikelvini - külmem kui maailmaruum - temperatuurini. Iga kubit on pisike ülijuhtiv silmus, mis on katkestatud Josephsoni ristmikuga, moodustades anharmoonilise ostsillaatori, mis võib eksisteerida superpositsioonilises olekus.

Pinnakoodide veaparandus: Willow'i töörühm rakendas kaks distantsi-7 ja distants-5 pinnakoodiga loogilist qubiti, näidates, et suuremad loogilised qubiti (d=7 koos 49 andmekubitiga) ilmutavad pool veamäärast väiksematest (d=5, 25 andmekubitsat). See eksponentsiaalne paranemine on kvandivigade parandamise püha graal - see tähendab, et skaleerimine toimib.

🔑 Põhiline läbimurre: Reaalajas dekodeerimine

Willow'i veaparandusdekooder töötab järgmisel viisil reaalajas - see suudab vead kiiremini tuvastada ja parandada, kui need kuhjuvad. Süsteem kasutab kohandatud reaalajas dekooder mis töötleb sündroomi mõõtmisi mikrosekundilise latentsusega, mis on oluline loogilise kubiti sidususe säilitamiseks pikkade arvutuste ajal.

Qubiti kvaliteedi parandamine: Willow saavutab T1-koherentsusaja, mis läheneb 100 mikrosekundile, võrreldes varasemate põlvkondade ~50 mikrosekundiga. Kahe kubiti väravate veamäärad on keskmiselt 0,15%, kusjuures parimad väravad saavutavad 0,10% - see läheneb pinnakoodi lävendile ~1%.

1.3 Juhuslik vooluahela proovivõtmine: Ülim võrdlusalus

Willow'i arvutusvõimsuse demonstreerimiseks viis Google läbi Juhuslik vooluahela proovivõtmine (RCS) võrdlusalus - probleem, mis on spetsiaalselt loodud nii, et see oleks raske klassikaliste arvutite jaoks, kuid käideldav kvandsüsteemide jaoks. Willow lõpetas RCS-arvutuse alla 5 minuti, ülesanne, mis võtaks maailma kiireima superarvuti 10 septiljonit (1025) aastat - palju kauem kui universumi vanus.

See ei ole lihtsalt salongitrikk. RCS on kvantriistvara range stressitest, mis nõuab täpset kontrolli kõigi qubitite üle samaaegselt, säilitades samal ajal kvantkoherentsuse kogu arvutuse vältel. Google'i võime käivitada RCS-i sellises mahus näitab, et Willow on ületanud kriitilise lävendi kvantkontrolli alal.

Google'i kvantarvuti teeb läbimurde - CBS News Coverage (2:59)

🚀 2. jagu: Kvantkaja - kontrollitav kvanti eelis

2.1 Kvantide ülemvõimust kaugemale: Reaalmaailma rakendused

Kuigi kvantüleminek (mida nüüd sageli nimetatakse "kvantide eeliseks") tõestas, et kvantarvutid suudavad klassikalisi süsteeme ületada mõned ülesanded, kriitikud märkisid, et RCSil ei ole praktilist kasu. Oktoobri 2025. aasta teade Kvantide kaja muudab kõike: Google demonstreeris kontrollitav kvantitatiivne eelis teaduslikult kasuliku probleemi lahendamisel.

Quantum Echoes'i algoritm simuleerib kvandsüsteemide dünaamikat, et mõõta ajavälised korrelaatorid (OTOC) - suurus, mis näitab, kuidas kvantiinfo kääritub paljude kehade süsteemides. See probleem on otseselt seotud:

  • Tuumamagnetresonants-spektroskoopia (NMR): NMR-tehnika laiendamine keerulise molekulaardünaamika uurimiseks
  • Kondenseeritud aine füüsika: Kvantkaose ja termiliseerumise mõistmine materjalides
  • Kvantgravitatsiooni uurimine: Mustade aukude infoparadokside ja holograafilise duaalsuse uurimine
  • Ravimite avastamine: Valgu voldimise ja molekulaarsete interaktsioonide simuleerimine
2.1 tundi
Kvantne aeg
(Paju töötleja)
3,2 aastat
Klassikaline aeg
(ORNLi piiril)
13,000×
Kiirendusfaktor
(kontrollitav)
65
Kasutatud Qubitid
(OTOC simulatsioon)

2.2 Teadus kvanteemikaja taga

Quantum Echoes algoritm kasutab sümmeetria kaitse ja valikujärgne meetodid OTOC(2) interferentsmõjude kvandsignaali võimendamiseks. Siin on põhjus, miks see on nii võimas:

  1. Kontrollitavus: Erinevalt RCS-st saavad klassikalised arvutid kontrollida Quantum Echoes tulemusi väiksemate instantside puhul, andes kindlustunde suuremate arvutuste suhtes.
  2. Teaduslik kasulikkus: Algoritm lahendab probleeme, mis füüsikuid tegelikult huvitavad, mitte sünteetilisi võrdlusaluseid.
  3. Skaleeritavus: Eksponentsiaalne kvantide eelis kasvab koos probleemi suurusega, mis muudab suuremad kvantide süsteemid üha väärtuslikumaks.
  4. Vastupidavus: Algoritm on müra suhtes vastupidav, saavutades signaali-müra suhtarvu 2-3 isegi mürarikkal keskmise ulatusega kvantide (NISQ) riistvaral.

Oktoobri 2025. aasta demonstratsioonil jooksis Quantum Echoes kohta 65-qubitiline alamhulk Willow'i protsessor, mis tegi simulatsiooni valmis 2,1 tunniga võrreldes 3,2 aastaga Oak Ridge'i riikliku laboratooriumi superarvuti Frontieriga, mis on maailma kiireim klassikaline superarvuti. Oluline on see, et Google suutis kvantide tulemusi võrrelda väiksemate instantside klassikaliste simulatsioonidega, mis kinnitas nende täpsust.

"Quantum Echoes" on esimene kord, kui me saavutame kontrollitava kvant-eelise teaduslikult kasulikus probleemis. See on hetk, mida valdkond on oodanud - kvantarvutid lahendavad reaalseid probleeme kiiremini kui klassikalised süsteemid, kusjuures tulemused on usaldusväärsed."

- Hartmut Neven, Google Quantum AI direktor

2.3 Mõju lähituleviku rakendustele

Kvantmehhide läbimurre avab ukse praktiline kvantitatiivne eelis ajavahemikul 2026-2029 konkreetsete rakenduste jaoks:

  • Materjaliteadus: Faasisiirete ja eksootiliste kvantmaterjalide simuleerimine
  • Ravimite avastamine: Valgu-ligandi vastastikmõjude ja reaktsiooniradade modelleerimine
  • Kvantkeemia: Molekulaarsete omaduste arvutamine katalüüsi ja energiasalvestuse jaoks
  • Kondenseeritud aine füüsika: Kõrgtemperatuurilise ülijuhtivuse ja topoloogiliste materjalide mõistmine

Google'i hinnangul on kvantvõimendatud NMR-spektroskoopia võib muutuda praktiliseks viie aasta jooksul, võimaldades ravimifirmadel uurida molekulaarstruktuuri ja -dünaamikat viisil, mis on klassikaliste meetoditega võimatu.

Google'i kvantarvuti muutis just kõike - 13,000× kiirem kui superarvutid! (3:15)

🗺️ 3. jagu: Viieetapiline tegevuskava kvantkasutatavuse saavutamiseks

3.1 Google'i raamistik kvantrakenduste arendamiseks

Novembris 2025 avaldas Google Quantum AI ühe viieastmeline raamistik visandades tee abstraktsetest kvantalgoritmidest reaalsete rakendusteni. See teekaart, mis on üksikasjalikult esitatud dokumendis arXiv:2511.09124pakub seni kõige põhjalikumat nägemust sellest, kuidas kvantarvutid jõuavad teaduslaboratooriumidest tootmiskeskkondadesse.

I etapp: avastamine

Eesmärk: Töötada välja uued kvantalgoritmid, mis pakuvad teoreetilist eksponentsiaalset või polünoomilist kiirendust võrreldes klassikaliste meetoditega.

Staatus: Avaldatud sadu algoritme; peamiste verstapostide hulka kuuluvad Shori algoritm (faktoorimine), Groveri algoritm (otsing), HHL algoritm (lineaarsed süsteemid) ja variatsioonilised kvantlahendusprogrammid (VQE) keemia jaoks.

Väljakutsed: Paljud algoritmid nõuavad veatolerantset riistvara; ebaselge, mis osutub praktikas kasulikuks.

II etapp: Probleemide leidmine

Eesmärk: Määratleda konkreetsed probleemijuhtumid, mille puhul saab kvantide eeliseid demonstreerida ja kontrollida klassikaliste meetoditega võrreldes.

Staatus:Saavutatud koos Quantum Echoes'iga (oktoober 2025): Esimene kontrollitav kvantide eelis teaduslikult kasuliku probleemi lahendamisel - OTOC-simulatsioon 13 000-kordse kiirendusega.

Peamine ülevaade: Keskenduda probleemidele, mille puhul kvantide tulemusi saab klassikaliselt kontrollida väiksemate instantside puhul, ning seejärel jõuda režiimideni, kus klassikaline simulatsioon muutub võimatuks.

III etapp: Reaalmaailma eelise loomine

Eesmärk: Ühendage II etapi probleemsed juhtumid konkreetsete reaalsete kasutusjuhtumitega, mis pakuvad majanduslikku või teaduslikku väärtust.

Staatus: 🔄 Käimas: Quantum Echoes võimaldab NMR-spektroskoopia laiendusi; farmaatsia- ja materjaliteaduse partnerlussuhted on loomisel.

Väljakutse: "Teadmiste lõhe" kvantalgoritmide arendajate ja valdkondlike ekspertide (keemikud, materjaliteadlased, ravimidisainerid) vahel. AI uuritakse kui silda kirjanduse skaneerimiseks ja seoste kindlakstegemiseks.

Ajagraafik: Google prognoosib, et esimesed reaalsed kvantide eelisrakendused on võimalik saada 5 aasta pärast (2030) kvantide abil toimuva tajumise ja molekulaarsete simulatsioonide jaoks.

IV etapp: kasutusotstarbeline projekteerimine

Eesmärk: Tehke üksikasjalik ressursside hindamine - kui palju loogilisi qubiteid, väravaid, tööaega ja veamäärasid on vaja tootmise kasutuselevõtuks.

Näide: FeMoco (raud-molübdeen kofaktor lämmastikuensüümis) simuleerimine väetiste kasutamisel nõudis algselt 1011 Toffoli väravad ja 109 füüsilised kubitsad (2010. aasta hinnangud). Aastaks 2025 vähendavad täiustatud algoritmid seda arvu 108-109 väravad ja 106 qubitid - ikka veel hirmutav, kuid läheneb teostatavusele.

Fookus: Algoritmi optimeerimine, ahelate koostamine, veakorrektsioonikoodi valik, riistvara ja tarkvara koosprojekteerimine.

Ajagraafik: 2020. aastate keskpaigast kuni 2030. aastate alguseni, kui veatolerantsed süsteemid hakkavad tööle.

V etapp: Rakenduse kasutuselevõtt

Eesmärk: Integreerida kvantarvutid tootmisprotsessidesse koos klassikalise kõrgjõudlusega andmetöötluse, pilveinfrastruktuuri ja valdkondlike tarkvarapakettidega.

Nõuded: Kvantne eelis kogu rakenduses (mitte ainult arvutuslik allprogramm); skaleeritav juurdepääs pilve APIde kaudu; koolitatud tööjõud; regulatiivsed raamistikud.

Staatus: 🔮 Tulevik (2030ndad): Ükski taotlus ei ole veel jõudnud V etappi. Google Quantum AI, IBM Quantum ja teised müüjad ehitavad pilveinfrastruktuuri ette.

3.2 Algoritmipõhine lähenemisviis

Google'i teekaart rõhutab algoritmipõhine arengustrateegia: alustame II etapiga (kontrollitava kvantitatiivse eelise leidmine probleemiinstantsidele), selle asemel, et hüpata otse III etapi kasutusjuhtumite tuvastamise juurde. Miks?

  • Kontrollimine on kriitilise tähtsusega: Kui kvantide tulemusi ei ole võimalik kontrollida, ei saa neid usaldada suurte panustega rakenduste puhul.
  • Teadmised on puudulikud: Kvantiteadlastel puudub sageli valdkondlik ekspertiis ja vastupidi - seoste leidmine nõuab süstemaatilist uurimist.
  • Serendipity matters: Mõned parimad rakendused võivad tuleneda ootamatutest seostest (nt kvantkaja, mis võimaldab NMR laiendusi, ei olnud a priori ilmselge).
  • Ressursside hinnangud arenevad: IV etapi optimeerimine võib vähendada ressursinõudeid suurusjärgu võrra, muutes varem võimatuid rakendusi teostatavaks.

🤝 Teadmiste lõhe ületamine AI-ga

Google uurib suurte keelemudelite (LLM) kasutamist, et ületada teadmiste lõhe kvantalgoritmide uurijate ja valdkondlike ekspertide vahel. Koolitades AI-süsteeme füüsika-, keemia- ja materjaliteadusliku kirjanduse skaneerimiseks, loodavad nad automaatselt tuvastada seoseid kvantalgoritmide (II etapp) ja reaalsete probleemide (III etapp) vahel. See algatus "AI kvantrakenduste avastamiseks" kujutab endast metatasandi innovatsiooni kvantarvutite arendamisel.

💻 4. jagu: Tarkvarapakett - Cirq ja Google Quantum AI platvormid

4.1 Cirq: Google'i avatud lähtekoodiga kvantide raamistik

Cirq on Google'i Pythoni raamatukogu kvantlülituste kirjutamiseks, simuleerimiseks ja käivitamiseks Google'i kvantprotsessoritel ja muul toetatud riistvaral. 2018. aastal välja antud ja 2025. aastal aktiivselt arendatud Cirq on muutunud üheks populaarsemaks kvantprogrammeerimise raamistikuks IBMi Qiskiti ja Rigetti PyQuili kõrval.

Peamised omadused:

  • Native gate set'i tugi: Cirq on mõeldud lähituleviku kvantriistvara jaoks, toetades Google'i ülijuhtivate protsessorite väravate komplekte (nt √iSWAP, sycamore'i väravad).
  • Realistlik müra modelleerimine: Sisseehitatud müra mudelid ülijuhtivate kubitite jaoks, sealhulgas T1/T2 dekoherentsus, väravavigade ja mõõtmisvigade mudelid.
  • Kohandatud vooluahela koostamine: Peeneteraline kontroll vooluahela koostamise ja optimeerimise üle konkreetsete riistvaratopoloogiate jaoks
  • Integratsioon TensorFlow Quantumiga: Sujuv koostalitlusvõime TensorFlow Quantum hübriidne kvant-klassikaline masinõpe
  • Juurdepääs pilvele: Otsene integratsioon Google Quantum AI kvantprotsessoritega läbi Google Cloud
Raamistik Ettevõte Esmane riistvara Keel Peamised tugevused
Cirq Google Ülijuhtivad kvabiti (Sycamore, Willow) Python Lähituleviku NISQ fookus; TensorFlow integreerimine; realistlikud müramudelid
Qiskit IBM Ülijuhtivad kubitsad (Heron, Condor) Python Suurim ökosüsteem; ulatuslik algoritmide raamatukogu; juurdepääs pilvele
PennyLane Xanadu Photonic (Borealis); agnostilised pistikprogrammid Python Kvantne masinõppe fookus; autodif; riistvara-agnostiline
Q# Microsoft Topoloogilised qubitid (tulevikus); simulaatorid Q# (C#-taoline) Riketolerantne fookus; ressursside hindamine; Azure'i integreerimine
Braket SDK Amazon Riistvara-agnostiline (IonQ, Rigetti, OQC) Python Juurdepääs mitmele tarnijale; AWS ökosüsteem; tasuline hinnakujundus

4.2 Google Quantum AI platvorm: Pilvepõhine juurdepääs

Teadlased ja arendajad saavad juurdepääsu Google'i kvantprotsessoritele läbi Google Cloud kasutades Cirq. Alates 2025. aastast pakub Google:

  • Kvantarvutusteenus: API juurdepääs Google'i kvantprotsessoritele kvoodipõhise jaotusega
  • Kvandsimulaatorid: Suure jõudlusega klassikalised simulaatorid kuni ~30-40 qubiti ahelatele
  • Teaduspartnerlused: Google Quantum AI teeb koostööd akadeemiliste asutuste ja ettevõtetega, et pakkuda teadusprojektide jaoks spetsiaalset kvantprotsessoriga tööaega.
  • Haridusressursid: Õpetused, koodilaborid ja õppematerjalid kvantarvutite alase hariduse jaoks

Erinevalt IBMi avatud kvantvõrgu lähenemisviisist (mis pakub mõnele süsteemile tasuta avalikku juurdepääsu) on Google'i kvantriistvarale juurdepääs piiratum, nõudes tavaliselt teaduspartnerlust või ärilepinguid. Siiski kompenseerib Google seda ulatusliku haridusressursi ja simulaatorite juurdepääsuga.

4.3 Quantum AI ülikoolilinnak: Mastaapne infrastruktuur

Google'i Quantum AI ülikoolilinnak Santa Barbaras, Californias, on üks maailma kõige arenenumaid kvantarvutusrajatisi. 2021. aastal avalikustatud ja 2025. aastani laiendatud ülikoolilinnakus on järgmised omadused:

  • Spetsiaalsed tootmisrajatised: Kiireks prototüüpimiseks optimeeritud kohandatud ülijuhtivate kubitite valmistamise puhastusruumid
  • Krüogeensed infrastruktuurid: Kümned lahjenduskülmikud, mis jahutavad kvantprotsessoreid 15 millikelvini.
  • Juhtelektroonika: Ruumitemperatuuri reguleerimissüsteemid, millel on reaalajas tagasiside veaparanduseks
  • Andmekeskuse integreerimine: Koos paiknevad klassikalised kõrgjõudlusega andmetöötlusseadmed hübriidsetele kvant-klassilistele algoritmidele ja simulatsioonile

Ülikoolilinnakusse on investeeritud üle $1 miljardi euro ulatuses infrastruktuuri ning seal töötab sadu teadlasi, insenere ja tehnikuid, kes tegelevad kvantriistvara, tarkvara, algoritmide ja rakendustega.

Kuidas programmeerida kvantarvutit kasutades Cirq - IBM tehnoloogiaõpetus (6:00)

🔮 5. jagu: Prognoosid 2026-2029 - tee vigade taluvuse suunas

5.1 Riistvara teekaart: Lisaks Willow'ile

Kuigi Google ei ole avalikult avaldanud üksikasjalikku Willow'i järgset riistvara teekaarti (erinevalt IBMi üksikasjalikust Nighthawk → Kookaburra → Cockatoo → Starling plaanist), näitavad tööstuse analüütikud ja Google'i väljaanded järgmist arengusuunda:

2026: Loogiliste kubitside skaleerimine

Eesmärk: demonstreerida 10-20 loogilise kubiti samaaegset toimimist allpool piirmäära toimuva veakorrektsiooniga.

Riistvara: ~500-1000 füüsilist qubiti protsessor, mis on optimeeritud pinnakoodi jaoks; parandatud ühenduvus maagilise seisundi destilleerimiseks.

Milestone: Väikesemahuliste veatolerantsete algoritmide (nt kvantfaasi hindamine väikestel molekulidel) käivitamine loogiliste qubitite abil.

2027-2028: Modulaarne arhitektuur

Eesmärk: Arendada modulaarne kvantarvutite arhitektuur mitme ühendatud kvantprotsessoriga.

Riistvara: Kvantühendused, mis võimaldavad eraldi kvantprotsessorite vahelist suhtlust; iga moodul sisaldab 100-500 qubiti.

Milestone: demonstreerida hajutatud kvantarvutite kasutamist moodulite vahel jagatud loogiliste qubitite abil.

2029: Vea taluvus kommunaalteenuste skaalal (Utility-Scale Fault Tolerance)

Eesmärk: Saavutada 100+ loogilist kubitti, mis on võimelised käivitama teaduslikult kasulikke veatolerantseid algoritme.

Riistvara: 10 000+ füüsilise qubiti süsteem koos täiustatud veakorrektsioonikoodidega (võimalik, et rohkem kui pinnakoodid; nt madala tihedusega pariteedikoodid).

Rakendused: Kvantkeemia simulatsioonid ravimite avastamiseks; materjaliteadus; logistika ja rahanduse optimeerimisprobleemid.

5.2 Algoritmi arendamine: NISQ-st kuni veatolerantsuseni

Google'i algoritmide arendamise strateegia katab lõhe Willow'i taoliste mürarikaste keskmise ulatusega kvantide (NISQ) ja tulevaste veatolerantsete süsteemide vahel:

  • 2025-2026: NISQ rakendused: Keskendutakse variatsioonilistele kvantalgoritmidele (VQA), mis on mürakindlad: variatsioonilised kvantmääratlusalgoritmid (VQE), kvantlähenduslik optimeerimisalgoritm (QAOA), kvantmasinaõppe (QML) rakendused.
  • 2026-2027: vigadega seotud NISQ: NISQ riistvara kombineerimine veamõjude leevendamise tehnikatega (nullmüra ekstrapolatsioon, tõenäosuslik vea tühistamine), et laiendada kasutatavust ilma täieliku veakorrektsioonita.
  • 2027-2029: varajane veatolerantsus: Väikesemahuliste veatolerantsete algoritmide käivitamine 10-100 loogilisel kubitil: kvantfaasi hindamine, kvantkeemia simulatsioonid, kvantotsing struktureeritud probleemidel.
  • 2029+: Kasutusmõõtme veatolerantsus: Sihtprobleemid, mis nõuavad 100-1000 loogilist qubitti: krüptograafia (Shori algoritm), materjalide avastamine, ravimite disain, finantsmudelite koostamine.

5.3 Rakenduse fookusvaldkonnad

Google'i viieetapilise tegevuskava ja Quantum Echoes'i läbimurde põhjal seab ettevõte 2026-2029 prioriteediks järgmised rakenduste vertikaalsed valdkonnad:

🧬
Ravimite avastamine
(Molekulaarsimulatsioon)
⚛️
Materjaliteadus
(Catalyst Design)
🔬
Kvantkeemia
(valkude voltimine)
📡
Kvantmeetriatundlikkus
(NMR suurendamine)

Kvantide abil toimuv mõõtmine (2026-2030)

Quantum Echoes'i algoritm võimaldab otseselt kvantipõhist NMR-spektroskoopiat farmaatsiatoodete uurimis- ja arendustegevuses. Google'i hinnangul võib see muutuda kaubanduslikult elujõuliseks rakenduseks 5 aasta jooksul, võimaldades ravimifirmadel uurida molekulaarseid struktuure enneolematu tundlikkusega.

Materjaliteadus (2027-2031)

Materjalide (ülijuhid, topoloogilised materjalid, katalüsaatorid) simuleerimine kvantitasemel nõuab keeruliste elektroonilise struktuuri probleemide lahendamist. Google teeb koostööd materjaliteadusega tegelevate ettevõtetega, et leida sihtmolekulid, mille puhul kvantsimulatsioon pakub eeliseid võrreldes klassikalise tihedusfunktsionaalteooria (DFT) arvutustega.

Ravimite avastamine (2028-2032)

Valgu ja ligaandi sidumise interaktsioonide modelleerimine, ravimimolekulide omaduste ennustamine ja biokeemiliste reaktsiooniradade simuleerimine on arvutusliku bioloogia suured väljakutsed. Google töötab koos farmaatsiapartneritega välja kvantalgoritme nende probleemide lahendamiseks, kuigi enamik rakendusi nõuab veatolerantseid süsteeme, milles on 100+ loogilist kvabitti.

Optimeerimine (2029+)

Ehkki QAOA (kvantlähenduslik optimeerimisalgoritm) võib töötada NISQ riistvaral, on kvantide eelise saavutamiseks reaalsetes optimeerimisprobleemides (logistika, portfelli optimeerimine, tarneahela) tõenäoliselt vaja veatolerantseid süsteeme. Google uurib hübriidseid kvant-klassilisi lähenemisviise koostöös Google Cloudi klientidega.

5.4 Konkurentsimaastik: Google vs. IBM vs. Atom Computing vs. IonQ

Ettevõte 2025 staatus 2026-2029 tegevuskava Peamised tugevused Väljakutsed
Google Quantum AI Willow 105 qubiti; allpool läve QEC; 13 000× eelis Modulaarne arhitektuur; 100+ loogilist kubitti aastaks 2029 Esimene allpool läve asuv QEC; kvantkaja kontrollitav eelis; põhjalikud teadmised AI/ML kohta Piiratud juurdepääs väljastpoolt; väiksem qubitite arv võrreldes IBMiga; tihe ökosüsteemi kontroll
IBM Quantum Nighthawk 120q (2025. aasta lõpus); Loon QEC demo; Starlingi tegevuskava aastani 2029. 200 loogilist kubitti aastaks 2029; 100M väravat; FTQC üldkasutatavus. Üksikasjalik avalik tegevuskava; avatud juurdepääs pilvele; suurim kvantide võrgustik (200+ partnerit). QEC ei ole veel allpool künnist; konkureerivad oma klassikalise äriga; aeglasemad väravaajad
Atom Computing 1,225-qubitiline neutraalne aatom (2024); skaleerimine kuni 1,500+ (2025) 5 000+ qubiti aastaks 2027; veatolerantsus aastaks 2028 Suurim toorkubitite arv; pikk koherentsus; rekonfigureeritav ühenduvus Värava kiirused aeglasemad kui ülijuhtivate; QEC ebaküps; piiratud tarkvarapakett
IonQ IonQ Forte Forte (36 qubiti, #AQ 35); Tempo (2025) sihib #AQ 64+. 100+ kubitti aastaks 2028; veakorrigeeritud loogilised kubitsid Kõrgeim väravatäpsus (99,9%+); kõik-ühele ühenduvus; pikk koherentsus. Väike qubitite arv võrreldes konkurentidega; lõksu jäänud ioonide skaleerimisega seotud probleemid; piiratud algoritmide demodemonstratsioonid.
QuEra / Harvard 256-kvattiline neutraalne aatom (Aquila); analoogkvantsimulatsioon 1,000+ kubiti süsteemid; hübriidne analoog-digitaalne süsteem. AWS Braket juurdepääs; tugevad akadeemilised sidemed; programmeeritav Rydbergi füüsika Analoog-ettevõte (piiratud väravaga mudel); varajane kommertsialiseerimisstaadium; väiksem ettevõte

⚠️ Võistlus kuumeneb

Google'i Willow'i demonstratsioon on tihendanud konkurentsi kvantarvutite valdkonnas. IBM reageeris sellele kiirendatud teekaardi teadaannetega (Nighthawk, Loon). Atom Computing teatas koostööst DARPA ja äriklientidega. IonQ kaasas lisarahastamist, et laiendada lõksu jäänud ioonisüsteeme. Hiina kvanttehnoloogilised jõupingutused (Zuchongzhi, Jiuzhangi fotoonilised süsteemid) jätkuvad, kuigi vähem avalikult. Ajavahemikul 2026-2029 selgub, millised ettevõtted saavutavad praktilise kvantide kasutamise eelise kaubanduslikult oluliste probleemide lahendamisel.

🌐 6. jagu: Google'i kvantide ökosüsteem ja partnerlused

6.1 Akadeemiline koostöö

Google Quantum AI-l on tihedad sidemed juhtivate ülikoolidega:

  • UC Santa Barbara: Koondatud ülikoolilinnak; teaduskonna ühised ametikohad; doktorantide ettevalmistamine
  • Caltech: Koostöö kvandivigade parandamise teooria alal; kaasautoriks Willow Nature'i artiklis
  • MIT: Kvantalgoritmide väljatöötamine; kvantmehhanismide õppimise uuringud
  • Harvard: Kvantne paljude kehade füüsika; külma aatomi ristumise uurimine
  • Stanford: Kvantvõrgud; kvantkrüptograafia uurimine

6.2 Ettevõtete partnerlus

Erinevalt IBMi laiaulatuslikust Quantum Network'i võrgustikust on Google suunatud strateegilistele partnerlustele:

  • Google Cloudi kliendid: Valitud ettevõtluspartnerid (nimetamata), kes uurivad kvantalgoritme tööstusspetsiifiliste probleemide lahendamiseks.
  • Farmaatsiaettevõtted: Partnerlussuhted, mis uurivad kvantide abil toimuvat ravimiuuringut (üksikasjad NDA all)
  • Materjaliteaduse ettevõtted: Koostöö katalüsaatorite projekteerimisel energiarakenduste jaoks

6.3 Quantum AI teadusalgatused

Google kasutab oma AI teadmisi, et kiirendada kvantarvutite arendamist:

  • TensorFlow Quantum: Avatud lähtekoodiga raamatukogu hübriidse kvant-klassikalise masinõppe jaoks
  • AI kvantjuhtimiseks: Masinõppe kasutamine qubiti kalibreerimise ja väravate järjestuse optimeerimiseks
  • LLMid kvantrakenduste avastamiseks: Suurte keelemudelite eksperimentaalne kasutamine kvant-klassikaliste seoste tuvastamiseks
  • Kvantneuronivõrgud: Sügava õppimise kvantanaloogide uurimine

🎓 Interaktiivsed AI uurimisülesanded

🤖 Uurige neid teemasid koos AI assistentidega

Kopeeri ja kleebi need üleskutsed ChatGPT-sse, Claude'i või teistesse AI assistentidesse, et uurida põhjalikult Google Quantum AI läbimurdeid:

Ülesanne 1: Pinnakoodide veaparandus süvitiiming

"Selgitage, kuidas Google'i Willow'i kiip saavutab allpool künnist oleva kvantvea parandamise, kasutades pinnakoode. Mis tähendus on sellel, et kaugus-7 loogilise qubiti veamäär on poole väiksem kui kaugus-5 loogilise qubiti veamäär? Millised on ressursivajadused (füüsilised qubitid, väravaajad, mõõtmistsüklid) pinnakoodide skaleerimiseks 100 loogilise qubitini?"

Ülesanne 2: Kvantkaja algoritmi analüüs

"Lõhkuda Google'i kvantkaja algoritm ajavälise korrelatsiooni (OTOC) mõõtmiseks. Miks on see probleem klassikaliste arvutite puhul raske, kuid kvantkogumite puhul käsitletav? Kuidas saavutab algoritm kontrollitava kvant-eelise? Millised on tagajärjed NMR-spektroskoopiale ja ravimite avastamisele?"

Üleskutse 3: ülijuhtimine vs. muud kubitid

"Võrrelge ja kõrvutage Google'i ülijuhtiva kubiti lähenemist (Willow) IBMi ülijuhtivate kubitite (Nighthawk), IonQ lõksu jäänud ioonide, Atom Computingi neutraalsete aatomite ja PsiQuantumi fotoonika lähenemisviisiga. Millised on kompromissid värava kiiruse, koherentsusaja, ühenduvuse, skaleeritavuse ja veaparanduse osas? Milline modaalsus saavutab kõige tõenäolisemalt esimesena kasuliku kvantarvutuse ja miks?"

Ülesanne 4: Google'i viieastmeline kvantide teekaart

"Analüüsige Google'i viieetapilist raamistikku kvantrakenduse arendamiseks (avastamine, probleemiinstrumentide leidmine, reaalmaailma eelis, kasutamiskõlblikuks muutmine, rakenduse kasutuselevõtt). Milline on III etapis esinev "teadmiste puudumise" väljakutse? Kuidas kasutab Google AI-d selle lõhe ületamiseks? Tooge näiteid algoritmide kohta igas etapis alates 2025. aastast."

Ülesanne 5: Cirq vs. Qiskit ökosüsteemi võrdlus

"Võrrelge Google'i Cirq raamistikku IBMi Qiskitiga: 1) riistvara abstraktsioon ja algupärane väravasarja tugi, 2) müra modelleerimise ja simulatsiooni võimalused, 3) algoritmide raamatukogud ja rakenduskesksus, 4) pilvepõhine juurdepääs ja riistvara kättesaadavus, 5) arendajate kogukond ja ökosüsteemi küpsus. Millise raamistiku peaks kvantide arendaja aastal 2025 valima ja miks?"

Ülesanne 6: Kvantide eelise määratlused ja vahe-eesmärgid

"Teha vahet "kvantüleminekul", "kvantüleminekul" ja "kontrollitaval kvantüleminekul". Kuidas erines Google'i 2019. aasta Sycamore'i demonstratsioon (RCS 200 sekundiga vs. 10 000 aastat klassikaline) 2025. aasta Quantum Echoes'i demonstratsioonist (13 000× kiirendus OTOC-simulatsioonil)? Miks on kontrollitavus reaalmaailma kasutuselevõtu jaoks kriitilise tähtsusega? Millal näeme kvantide eeliseid äriliselt väärtuslikel probleemidel?"

❓ Korduma kippuvad küsimused (KKK)

1. Mille poolest erineb Google'i Willow'i kiip IBMi kvantprotsessoritest? +

Peamised erinevused:

  • Vea parandamise verstapost: Willow on esimene, kes demonstreerib allpool künnist olevat kvantvõrrandi veaparandust (vead vähenevad eksponentsiaalselt, kui loogilise qubiti suurus suureneb). IBMi Loon-protsessor demonstreerib põhilisi veatolerantse komponente, kuid ei ole veel saavutanud täielikku allapoole läve skaalumist.
  • Qubiti arv: Willow'l on 105 qubiti vs. IBM Nighthawk'i 120 qubiti (2025. aasta lõpus). IBMi Condor jõudis 1121 qubitini (2023), kuid seda ei olnud optimeeritud veaparanduseks.
  • Arhitektuur: Mõlemad kasutavad ülijuhtivaid transmon-kubiteid koos pinnakoodiga veakorrektsiooniga. IBM keskendub raskekujulisele ruudustiku topoloogiale; Google kasutab 2D ruudukujulisi ruudustikke.
  • Tarkvarapakett: Google pakub Cirq (rohkem NISQ-keskne, TensorFlow integratsioon). IBM pakub Qiskit (suurem ökosüsteem, veatolerantsemad algoritmid, laiem juurdepääs pilvele).
  • Avatus: IBM pakub IBM Quantum Network'i kaudu ulatuslikku avalikku juurdepääsu kvantprotsessoritele (tasuta tasand + lisatasu). Google'i riistvara juurdepääs on piiratum, mis nõuab partnerlust.

Bottom Line: Google on juhtival kohal veaparanduse demonstreerimises; IBM on juhtival kohal qubitide skaala, avaliku tegevuskava läbipaistvuse ja ökosüsteemi avatuse poolest.

2. Mis on kvantkaja algoritm ja miks on see oluline? +

Mis see on: Quantum Echoes on kvantalgoritm, mis simuleerib paljude kehade kvantsüsteemide dünaamikat, et mõõta ajaväliseid korrelaatoreid (OTOC) - suurusi, mis näitavad, kuidas kvantiinfo keerulistes süsteemides seguneb.

Miks see on oluline:

  • Esimene kontrollitav kvanti eelis teadusliku probleemi kohta: Näidati 13 000-kordset kiirendust võrreldes Frontier superarvutiga probleemi lahendamisel, mis füüsikuid tegelikult huvitab (mitte ainult sünteetiline võrdlusuuring nagu juhuslik vooluahela proovivõtmine).
  • Kontrollitavus: Klassikalised arvutid saavad kontrollida Quantum Echoes tulemusi väiksemate instantside puhul, mis annab usalduse suuremate kvantarvutuste suhtes, mis on kvantide tulemuste usaldusväärsuse seisukohalt kriitilise tähtsusega.
  • Lähituleviku rakendused: Võimaldab ~5 aasta jooksul kvantvõimendatud NMR-spektroskoopiat farmaatsiatoodete teadus- ja arendustegevuseks, materjalide iseloomustamiseks ja biokeemiaks.
  • Vea taluvuse saavutamise tee: Näitab, et kasulikud kvantalgoritmid on olemas NISQ režiimis (enne täielikku veatolerantsust), mis motiveerib lähiajal riistvara arendamist.

Tehnilised üksikasjad: Algoritm kasutab OTOC(2) häiresignaalide võimendamiseks sümmeetria kaitset ja järelvalikut. See on vastupidav müra suhtes (signaali-müra suhe 2-3 NISQ riistvaral) ja skaleerub eksponentsiaalselt kvantide eelis, kui probleemi suurus kasvab.

3. Millal on kvantarvutid reaalsete probleemide lahendamiseks kaubanduslikult kasulikud? +

Ajagraafik rakendusvaldkondade kaupa:

  • 2026-2027: Kvantmeetodi abil toimuv andurite tuvastamine: Google'i hinnangul võib kvantvõimendatud NMR-spektroskoopia (kvantkaja abil) muutuda praktiliseks 5 aasta jooksul farmaatsiarakenduste jaoks.
  • 2027-2029: materjaliteaduse simulatsioonid: Väikeste molekulide, katalüsaatorite ja eksootiliste materjalide kvandsimulatsioon ettevõtetele, kes on valmis võtma kasutusele varajase faasi tehnoloogiat. Nõuab ~50-100 loogilist kubitti.
  • 2029-2031: Ravimite avastamine: Valgu-ligandi vastastikmõjude, reaktsiooniradade ja molekulaarsete omaduste kvant-simulatsioon farmaatsiaettevõtetele kasulikus mastaabis. Nõuab 100-500 loogilist kubitti.
  • 2031-2035: Optimeerimine ja rahandus: Kvantitatiivne eelis reaalsetes optimeerimisprobleemides (logistika, portfelli optimeerimine, tarneahela). Nõuab 500-1000 loogilist kubitti ja keerukat veaparandust.
  • 2035+: Krüptograafia: Shori algoritm murrab RSA-krüpteerimist (nõuab miljoneid füüsilisi qubiteid, tuhandeid loogilisi qubiteid). Selleks ajaks on postkvantumkrüptograafia laialdaselt kasutusel, mis leevendab ohtu.

Hoiatused: Need ajagraafikud eeldavad eksponentsiaalset edasiminekut veaparanduse, kubitite skaleerimise ja algoritmide arendamise valdkonnas. Ootamatud läbimurded (nt paremad veakorrektsioonikoodid, algoritmide täiustamine) võivad ajakava kiirendada; ettenägematud takistused võivad seda edasi lükata.

4. Kuidas on Google'i kvantarvutite teekaart võrreldav konkurentidega? +

Teekaardi läbipaistvus:

  • IBM: Kõige läbipaistvam - üksikasjalik avalik tegevuskava aastani 2029 (Nighthawk → Kookaburra → Cockatoo → Starling) koos konkreetsete qubitite arvu, väravate arvu ja veaparanduse verstapostidega.
  • Google: Vähem konkreetne Willow'i järgne tegevuskava on avalikult kättesaadav. Viieetapiline rakendusraamistik annab strateegilise suuna, kuid selles puuduvad üksikasjad riistvaraliste vahe-eesmärkide kohta.
  • Atom Computing: teatas, et 2027. aastaks saavutatakse 5 000+ qubitini ja 2028. aastaks veatolerantsus (neutraalsed aatomid). Ambitsioonikas, kuid vigade parandamise spetsiifika osas vähem üksikasjalik.
  • IonQ: Tegevuskava keskendub algoritmilise qubiti (#AQ) mõõtmete skaleerimisele; eesmärk on #AQ 64+ aastaks 2025, 100+ aastaks 2028. Vähem rõhku pööratakse qubitite arvule.

Tehniline lähenemine:

  • Google ja IBM: Mõlemad taotlevad ülijuhtivaid qubiteid koos pinnakoodi veakorrektsiooniga - sarnased teed, kuid erinevad teostusdetailid.
  • Atom Computing & QuEra: Neutraalsed aatomid pakuvad suuremat kubitite arvu ja pikka koherentsust, kuid aeglasemaid väravaid ja vähem arenenud veaparandust.
  • IonQ & Honeywell/Quantinuum: Peidetud ioonid pakuvad kõrgeimat väravatäpsust (99,9%+) ja kõik-ühele ühenduvust, kuid seisavad silmitsi skaleerimisprobleemidega.
  • PsiQuantum ja Xanadu: Fotoonilised lähenemisviisid lubavad toatemperatuurilist tööd ja võrgustatud arhitektuuri, kuid vajavad vigade taluvuse tagamiseks miljoneid füüsilisi qubiteid.

Bottom Line: Google'i tugevus on tõestatud allpool läve asuv veaparandus ja kontrollitav kvantitatiivne eelis. IBMi tugevus on läbipaistev tegevuskava ja avatud ökosüsteem. Atom Computing on esikohal qubitite arvu poolest. IonQ on juhtpositsioonil väravate täpsuse poolest. Aastatel 2026-2029 selgub, milline lähenemisviis on kõige tõhusam.

5. Kas ma saan juurdepääsu Google'i kvantarvutitele? Kuidas on see võrreldav IBMi kvantjuurdepääsuga? +

Google Quantum AI juurdepääs:

  • Teaduspartnerlused: Esmane juurdepääsutee. Google teeb kvantuurimisprojektide raames koostööd akadeemiliste asutuste ja valitud ettevõtetega, pakkudes selleks spetsiaalset protsessoraaega.
  • Google Cloud (piiratud): Mõned kvantarvutusteenused Google Cloudi kaudu, kuid juurdepääs tipptasemel riistvarale (nagu Willow) on piiratud.
  • Cirq Simulators: Avatud lähtekoodiga simulaatorid on saadaval tasuta Cirqi kaudu kuni ~30-40 qubitini (sõltuvalt põimumisest).
  • Haridusressursid: Laiaulatuslikud õpetused, koodilaborid ja dokumentatsioon aadressil quantumai.google.

IBM Quantum Access (rohkem avatud):

  • Vaba tasand: IBM Quantum Network pakub kõigile registreerunutele tasuta juurdepääsu valitud kvantprotsessoritele (tavaliselt 5-7 qubiti ja mõned 27 qubiti süsteemid).
  • Premium juurdepääs: IBM Quantum Premium pakub maksvatele klientidele ja premium-uuringupartneritele juurdepääsu tipptasemel süsteemidele (Heron, Nighthawk).
  • Pilvesimulaatorid: Suure jõudlusega simulaatorid on saadaval IBM Quantum Platformi kaudu.
  • Suurim ökosüsteem: IBM Quantum Network'i üle 200 liikme, sealhulgas ülikoolid, riiklikud laborid, Fortune 500 ettevõtted.

Muud võimalused:

  • Amazon Braket: Multi-vendor access (IonQ, Rigetti, OQC, QuEra) AWS-i kaudu koos pay-per-shot hinnakujundusega.
  • Microsoft Azure Quantum: Juurdepääs IonQ-le, Quantinuumile ja Rigettile Azure'i pilve kaudu.
  • IonQ Cloud: Otsene juurdepääs IonQ lõksu jäänud ioonide süsteemidele.

Soovitus: Kvantprogrammeerimise õppimiseks alustage IBMi tasuta tasandiga (Qiskit) või AWS Braketiga. Tipptasemel teadustöö tegemiseks jätkake akadeemilisi partnerlussuhteid Google'i või IBMiga. Ärilisteks uuringuteks hinnake AWS Braket või IBM Quantum Premium, lähtudes algoritmide vajadustest.

6. Milline on Google'i "alla piirmäära" veakorrektsiooni saavutamise tähtsus? +

Mida tähendab "alla piirmäära": Kvandivigade parandamisel on "lävi" maksimaalne füüsikaline qubiti veamäär, millest allapoole jäävale loogilisele qubitile rohkem qubiteid lisades väheneb loogiline veamäär, mitte ei suurenda seda. Pinnakoodide puhul on teoreetiline lävi umbes 1% värava kohta.

Miks see on raske: Ajalooliselt on igas kvantide süsteemis olnud loogiline veamäär suurendada loogiliste qubitite suurendamisel (rohkem qubiteid = rohkem vigade akumuleerumist). See tekitas nõiaringi, mis takistas edusamme vigade taluvuse suunas.

Willow's Achievement: Google näitas, et distantsi-7 loogiline qubit (49 andmekubitit) on pool veamäärast 5 loogilise kubiti (25 andmekubiti) kaugus - eksponentsiaalne paranemine. See on esimene kord, kui ükskõik milline kvandsüsteem on ületanud künnise allapoole jääva barjääri.

Miks see on oluline:

  • Kinnitab veakorrektsiooniteooria: Tõendab, et pinnakoodide kvantvõrrandi vigade parandamine toimib ka praktikas, mitte ainult teoorias.
  • Võimaldab skaleerimist: Künnise alla jääva jõudlusega saab Google nüüd skaleerida 100, 1000, 10 000 ja enam kui 10 000 qubiti süsteemidele, olles kindel, et loogiliste vigade määrad vähenevad jätkuvalt.
  • Teekond veatolerantsuse suunas: Künnisväärtusest madalam QEC on eeltingimus, et ehitada üldkasutatavaid veatolerantseid kvantarvuteid, mis suudavad käivitada Shori algoritmi, suuremahulist kvantkeemiat jne.
  • Konkurentsivõime verstapost: Google on esimene, kes seda avalikult demonstreerib. IBMi Loon-protsessor demonstreerib põhikomponente, kuid ei ole veel näidanud eksponentsiaalset skaleerumist mitme koodi vahemaade vahel.

Mis saab edasi: Google peab nüüd demonstreerima 10-20 samaaegselt töötavat loogilist kubitti, pikaajalisi loogilisi operatsioone (tuhandeid veakorrektsioonitsükleid) ja universaalseid loogilisi väravasid (mitte ainult mälu). Need on järgmised verstapostid veatolerantsete kvantarvutite suunas.

🎯 Järeldus: Google'i kvantide ülemvõimu... ja mis saab edasi

Google Quantum AI 2025. aasta saavutused - Willow'i alla läve jääv veaparandus ja Quantum Echoes'i kontrollitav kvantide eelis - on murdepunktid kvantarvutuste ajaloos. Esimest korda on meil tõend et kvantvea korrigeerimine skaalub nii, nagu teooria ennustab, ja tõendid et kvantarvutid suudavad lahendada teaduslikult kasulikke probleeme kiiremini kui klassikalised superarvutid.

Siiski on endiselt probleeme. Willow'i 105 qubiti ja 2-3 loogilist qubiti on kaugel 100-1000 loogilisest qubitist, mida on vaja transformatiivsete rakenduste jaoks. Kvantkaja algoritm on küll murranguline, kuid seda kohaldatakse kitsale füüsikasimulatsioonide klassile. Google'i viieetapilises tegevuskavas tunnistatakse teadmiste puudujäägi probleemi: kvantalgoritmide ühendamine reaalsete kasutusjuhtumitega nõuab interdistsiplinaarset koostööd, mis on vaevalt alanud.

Ajavahemik 2026-2029 on otsustav. Google peab Willow'i veaparanduse läbimurde üle viima 10-100 loogilise qubiti süsteemidesse, samal ajal kui IBMi Starlingi tegevuskava ulatub 200 loogilise qubitini. Atom Computing ja IonQ arendavad alternatiivseid qubitite modaalsusi kommunaalmõõtme suunas. Sellised idufirmad nagu PsiQuantum (fotoonika) ja Rigetti (ülijuhtimine) püüavad saavutada nišieeliseid eeliseid. Hiina kvantmeetmetega seotud jõupingutused on küll vähem läbipaistvad, kuid jätkavad kiiret arengut.

Võidujooks veatolerantsete kvantarvutite suunas ei ole enam küsimus kui kuid kui - ja milline ettevõte jõuab sinna esimesena. Google'i algoritmipõhine lähenemine, põhjalikud teadmised AI kohta ja Santa Barbara infrastruktuur asetavad ta esirinnas olevaks. Kuid IBMi avatud ökosüsteem, üksikasjalik tegevuskava ja kvantvõrgu partnerlused pakuvad konkureerivat nägemust laiapõhjalisest kvantinnovatsioonist.

Arendajatele, teadlastele ja ettevõtetele: Nüüd on aeg sekkuda. Õppige kvantprogrammeerimist Cirqi või Qiskiti kaudu. Uurige oma valdkonna võimalikke kvantalgoritme. Tehke koostööd kvantmüüjatega, et teha kindlaks III etapi kasutusjuhtumid. Ettevõtted, kes mõistavad täna kvantide tugevusi ja piiranguid, on 2020. aastate lõpus ja 2030. aastate alguses võimelised kasutama kvantide eeliseid.

Kvantarvutite revolutsioon ei ole enam hüpoteetiline. See on siin - ja kiireneb.

Artikkel #2 20-st Top 20 kvantarvutiettevõtte Deep Dive sarjas

Järgmine: Artikkel #3 - IonQ: lõksu jäänud ioonide kvantarvutid ja #AQ 100 otsimine

Eelmine: Artikkel #1 - IBM Quantum Deep Dive 2025

Viige oma kauplemine järgmisele tasemele

Sukeldu meie põhjaliku juhendi abil sügavale kvantide AI põnevasse maailma. Avastage kvantarvutuse saladused ja selle revolutsiooniline mõju AI-le. Klõpsake allpool, et saada oma eksklusiivne PDF, "Kvantarvutite piibel", otse oma postkasti. Alustage teekonda tehnoloogia esirinnas.

Lisa kommentaar

Sinu e-postiaadressi ei avaldata. Nõutavad väljad on tähistatud *-ga

etEstonian