«Quantum Echoes»: Ο νέος πρωτοποριακός αλγόριθμος της Google ανοίγει τον δρόμο για επιστημονικές ανακαλύψεις

Οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να λύσουν προβλήματα που οι κλασικοί υπερυπολογιστές και η τεχνητή νοημοσύνη δεν μπορούν

🕛 χρόνος ανάγνωσης: 5 λεπτά ┋ 🗣️ Ανοικτό για σχολιασμό

Ο νέος πρωτοποριακός αλγόριθμος της Google

Τον πρωτοποριακό αλγόριθμο κβαντικού υπολογιστή «Quantum Echoes», που εκτελείται στο κβαντικό τσιπ Willow 13.000 φορές πιο γρήγορα από τον καλύτερο κλασικό αλγόριθμο στον ταχύτερο υπερυπολογιστή του κόσμου και για πρώτη φορά έχει επαληθεύσιμα αποτελέσματα δημοσιεύει σήμερα η Google στο περιοδικό Nature. Η έρευνα αυτή ανοίγει τον δρόμο για σημαντικές επιστημονικές ανακαλύψεις και, όπως δηλώνει ο πρόσφατα βραβευμένος με Νόμπελ Φυσικής, Μισέλ Ντεβορέ, «σηματοδοτεί ένα νέο βήμα προς τον κβαντικό υπολογισμό πλήρους κλίμακας».

Οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να λύσουν πραγματικά προβλήματα που οι κλασικοί υπερυπολογιστές και η τεχνητή νοημοσύνη που τρέχει σε αυτούς δεν μπορούν. Ο πρωτοποριακός αλγόριθμος Quantum Echoes για το κβαντικό τσιπ Willow της Google ανοίγει το δρόμο για την πρώτη πραγματική εφαρμογή στον κόσμο, καθώς μπορεί να μετρήσει τη δομή ενός πραγματικού μορίου, σε αντίθεση με τους κλασικούς που δεν μπορούν να υπολογίσουν με ακρίβεια τι συμβαίνει σε μοριακό επίπεδο.

«Με έναν κβαντικό υπολογιστή μπορούμε να μιλήσουμε τη γλώσσα της φύσης και να παλέψουμε με αυτή την πολυπλοκότητα», παρατήρησε ο Χάρτματ Νέβιν, ιδρυτής και επικεφαλής της ομάδας Κβαντικής Τεχνητής Νοημοσύνης της Google (Google Quantum AI), κατά τη διάρκεια παρουσίασης του αλγόριθμου «Quantum Echoes» σε μέσα μαζικής ενημέρωσης από όλο τον κόσμο, με τη συμμετοχή του ΑΠΕ-ΜΠΕ.

Η έρευνα του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας

Επίσης, ένα από τα μοναδικά χαρακτηριστικά του συγκεκριμένου αλγόριθμου είναι ότι για πρώτη φορά οι προβλέψεις του είναι επαληθεύσιμες, είτε από άλλον κβαντικό υπολογιστή είτε μέσω πειραμάτων στην ίδια τη φύση.

Σε ένα ξεχωριστό πείραμα απόδειξης αρχής, σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ, που θα αναρτηθεί αργότερα σήμερα στο arXiv, οι ερευνητές της Google Quantum AI εκτέλεσαν τον αλγόριθμο Quantum Echoes στο τσιπ Willow για να παρατηρήσουν λεπτομέρειες της δομής δύο οργανικών μορίων. Τα αποτελέσματα στον κβαντικό υπολογιστή της Google αντιστοιχούσαν σε αυτά του Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού (NMR), που λειτουργεί σήμερα ως αρκετά ισχυρό μοριακό μικροσκόπιο, και μάλιστα αποκάλυψαν πληροφορίες που συνήθως δεν είναι διαθέσιμες από το NMR. Οι επιστήμονες της Google επισημαίνουν ότι το NMR με ενίσχυση από κβαντικούς υπολογιστές θα μπορούσε να εξελιχθεί σε ισχυρό εργαλείο για την ανακάλυψη νέων φαρμάκων βοηθώντας στον προσδιορισμό του τρόπου με τον οποίο πιθανά φάρμακα δεσμεύονται στους στόχους τους, καθώς και για τον χαρακτηρισμό της μοριακής δομής νέων υλικών. Ο Χάρτματ Νέβιν εκτίμησε ότι τέτοιες επιστημονικές εφαρμογές θα συμβούν μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια.

Ντεβορέ: «Εξαιρετικά τιμητικό το βραβείο Νόμπελ»

Ο βραβευμένος με το Νόμπελ Φυσικής 2025, Μισέλ Ντεβορέ, επικεφαλής επιστήμονας της Google Quantum AI για το Κβαντικό Hardware, έθεσε μαζί με τους συνεργάτες του πριν από 40 χρόνια τα θεμέλια για τα υπεραγώγιμα qubits (κβαντικά bits) που χρησιμοποιούνται σήμερα στην Κβαντική Πληροφορική. Ο Ντεβορέ βρίσκεται πίσω από την πλήρη προσέγγιση της Google Quantum AI στον τομέα αυτό, συμπεριλαμβανομένου του κβαντικού τσιπ Willow.

«Είναι εξαιρετικά τιμητική η ανακοίνωση ότι η έρευνα που έκανα τη δεκαετία του '80 λαμβάνει βραβείο Νόμπελ και είναι διπλά τιμητικό ότι αυτό συμβαίνει τη χρονιά που σηματοδοτεί την 100ή επέτειο από τη γέννηση της Κβαντικής Μηχανικής», δήλωσε ο Μισέλ Ντεβορέ κατά τη διάρκεια της συνέντευξης τύπου. Όπως πρόσθεσε, «αυτό που είναι εξαιρετικά συναρπαστικό είναι ότι όλο και περισσότεροι άνθρωποι ενδιαφέρονται για την κατασκευή ενός κβαντικού υπολογιστή και επιπλέον δεν βλέπουμε κανένα όριο αυτή τη στιγμή ως προς το πόσα υπεραγώγιμα qubits θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την πραγματοποίηση υπολογισμών μεγάλης κλίμακας».

Η παρουσίαση του αλγόριθμου έρχεται ως συνέχεια της απόδειξης της Google το 2019 ότι ένας κβαντικός υπολογιστής μπορούσε να λύσει ένα πρόβλημα που ο ταχύτερος κλασικός υπερυπολογιστής θα χρειαζόταν χιλιάδες χρόνια για να λύσει, αλλά και της παρουσίασης του κβαντικού τσιπ Willow στα τέλη του 2024, που έδειξε πώς να καταστείλει δραστικά τα σφάλματα λύνοντας ένα σημαντικό πρόβλημα που απασχολούσε τους επιστήμονες για σχεδόν 30 χρόνια.

Όπως διευκρίνισε μάλιστα ο Μισέλ Ντεβορέ, «η έρευνα στη Google που οδήγησε στον αλγόριθμο Quantum Echoes ξεκίνησε αρκετά χρόνια πριν και δεν σχετίζεται με την ανακοίνωση του βραβείου Νόμπελ πριν από μία εβδομάδα. Αυτή η έρευνα θα είχε ανακοινωθεί ανεξάρτητα από το βραβείο Νόμπελ και δεν βρίσκομαι εδώ ως νικητής του βραβείου Νόμπελ, αλλά ως επικεφαλής επιστήμονας της Google».

Ο Τομ Ο' Μπράιεν, ερευνητής της Google, χαρακτήρισε πρόκληση την αύξηση της ακρίβειας του αλγόριθμου. Όπως περιέγραψε, «όταν κάναμε το πρώτο μας κβαντικό πείραμα το 2019, μόλις το 0,1% των δεδομένων που ελήφθησαν έπρεπε να είναι σωστά. Όμως, για να έχουμε έναν επαληθεύσιμο αλγόριθμο και να διατηρήσουμε την κβαντική υπεροχή, μόνο το 0,1% των δεδομένων μπορεί να είναι λάθος. Οπότε έπρεπε να αντιστρέψουμε αυτούς τους αριθμούς και να πάμε από το 0,1% σωστό σε 0,1% πιθανότητα αποτυχίας. Αυτό δείχνει την τεράστια πρόοδο που έχουμε κάνει τα τελευταία έξι χρόνια και τη σημερινή δυναμική του κβαντικού τσιπ Willow».