Google Willow
Google (Google Quantum AI) · Autres
Google Willow est un processeur quantique à 105 qubits conçu pour la recherche, qui réduit les erreurs à mesure qu'il grandit au lieu de les accumuler.
À propos de Google Willow
Qu'est-ce que Google Willow
Google Willow est une puce quantique supraconductrice de Google Quantum AI, dévoilée le 9 décembre 2024, et c'est un processeur de recherche, pas un produit qu'on achète ou qu'on télécharge. Son rôle : montrer que les ordinateurs quantiques peuvent devenir plus fiables à mesure qu'ils grossissent.
Cela compte parce que la correction d'erreurs quantiques est le mur du domaine depuis près de 30 ans, et un processeur qui devient plus propre quand on ajoute des qubits est la première vraie réponse à ce problème. Chaque qubit a tendance à échanger de l'information avec son environnement, donc en ajouter rend généralement le système plus bruyant, pas meilleur. Willow inverse cela. L'équipe de Google a testé des grilles de qubits codés de 3x3, 5x5 et 7x7, et chaque étape a réduit le taux d'erreur de moitié environ. Ce n'est pas rien.
Le chiffre phare est un benchmark appelé échantillonnage de circuits aléatoires. Willow a terminé un calcul en moins de cinq minutes qui, selon l'estimation de Google, prendrait environ 10 septillions d'années à l'un des superordinateurs les plus rapides d'aujourd'hui, une durée si grande qu'elle dépasse plusieurs fois l'âge de l'univers. Google précise que l'estimation est prudente et suppose que la machine classique n'a ni limite de mémoire ni limite de bande passante.
Gardez les limites en vue. Willow n'a pas encore exécuté de calcul lié à un problème réel qui rapporte de l'argent, et ses deux réussites tiennent jusqu'ici au domaine des benchmarks et de la simulation, ce qui veut dire que le bénéfice pratique qui justifierait tout l'effort reste ouvert. Donc si vous attendez une puce quantique qui accélère votre travail réel, ce n'est pas encore celle-ci.
Pour commencer
- Commencez sur le site de Google Quantum AI pour lire l'article publié dans Nature et l'annonce officielle de Willow.
- Passez en revue les caractéristiques de la puce, dont les 105 qubits, des temps T1 proches de 100 microsecondes et les résultats de correction d'erreurs.
- Utilisez le framework open source Cirq pour écrire ou exécuter des circuits quantiques en simulation sur votre propre machine.
- Demandez l'accès au matériel quantique de Google via le programme de recherche Quantum AI si vous appartenez à une institution.
- Suivez la feuille de route pour savoir quand les charges de travail réelles, au-delà du classique, deviennent disponibles.
Informations sur le produit
Aperçu des tarifs, des plateformes compatibles et des performances de Google Willow.
Idéal pour
Les utilisateurs, tâches et cas d'usage où cet outil convient le mieux.
Utilisateurs
- Chercheurs en quantique
- Étudiants en physique et en informatique
- Suiveurs de la tech
Tâches
- Évaluer du matériel quantique
- Recherche en correction d'erreurs
- Apprendre les algorithmes quantiques
Cas d'usage
- Écrire un article sur des qubits logiques capables de croître
- Donner un cours sur le calcul quantique
- Suivre le secteur
Fonctionnalités clés
105 qubits avec correction d'erreurs sous le seuil
Willow réunit 105 qubits physiques, et c'est le premier système à montrer des erreurs qui baissent quand le nombre de qubits augmente. Google a testé des grilles codées de 3x3, 5x5 et 7x7, divisant le taux d'erreur par deux à chaque étape. Ce résultat « sous le seuil » est le jalon que le domaine poursuivait depuis 1995.
Réduction exponentielle des erreurs en pratique
La puce a aussi atteint le « beyond breakeven », c'est-à-dire que ses matrices de qubits durent plus longtemps que les qubits physiques individuels qu'elles contiennent. C'est difficile à falsifier. C'est le signe le plus fort à ce jour que la correction d'erreurs améliore tout le système, pas seulement des parties.
Benchmark d'échantillonnage de circuits aléatoires
Google a utilisé RCS, le benchmark le plus difficile qu'un ordinateur quantique puisse exécuter aujourd'hui, pour mesurer Willow. La puce a bouclé la tâche en moins de cinq minutes, contre une estimation de 10 septillions d'années pour un superordinateur de premier plan. C'est un indicateur de performance, pas une charge de travail réelle.
Correction d'erreurs en temps réel
Willow est l'un des premiers systèmes supraconducteurs à corriger les erreurs assez vite pour que cela compte pendant un calcul. Les erreurs qui s'accumulent plus vite qu'on ne les corrige ruinent le calcul avant la fin. Cela le maintient dans les rails.
Durées de vie longues des qubits
Les temps T1 mesurent combien de temps un qubit conserve son état. Ils approchent désormais 100 microsecondes. C'est un grand saut. Environ cinq fois mieux que la génération précédente de Google, ce qui donne aux calculs plus de marge avant que l'état ne se dégrade.
Fabrication conçue sur mesure
Willow a été fabriqué dans l'usine dédiée de Google à Santa Barbara, l'un des rares sites au monde construits de zéro pour les puces quantiques. Toutes les pièces, des portes à un et deux qubits à la réinitialisation et à la lecture, sont conçues ensemble, car un seul composant en retard tire toute la puce vers le bas.
Avantages et inconvénients
Avantages
- Livre la première correction d'erreurs sous le seuil, un résultat que le domaine poursuivait depuis près de 30 ans et qui ouvre la voie à des machines quantiques sur lesquelles on peut vraiment compter pour de longs calculs.
- Réduit les taux d'erreur d'environ moitié à chaque augmentation de la taille de la grille.
- Affiche un résultat de benchmark qui surpasse de très loin les superordinateurs classiques.
- Des temps T1 proches de 100 microsecondes marquent un gain d'environ 5 fois sur la puce précédente, ce qui achète des calculs plus longs avant que l'état ne se dégrade.
Inconvénients
- Aucune API publique ni accès grand public, donc impossible de l'utiliser sans liens institutionnels.
- N'a pas encore exécuté de tâche commercialement utile au-delà du classique, donc son bénéfice pratique n'est pas prouvé.
- Le chiffre de 10 septillions d'années est une estimation de Google et n'a pas été vérifié de façon indépendante à cette échelle.
Questions fréquentes
C'est un processeur de recherche pour les travaux de correction d'erreurs quantiques et de benchmarking. Alors que fait Google avec concrètement ? Il teste si l'augmentation du nombre de qubits peut réduire les erreurs, et il exécute le benchmark d'échantillonnage de circuits aléatoires.
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