Google Willow
Google (Google Quantum AI) · Outros
O Google Willow é um processador quântico de 105 qubits feito para pesquisa, que reduz erros ao escalar em vez de acumulá-los.
Sobre Google Willow
O que é o Google Willow
O Google Willow é um chip quântico supercondutor do Google Quantum AI, apresentado em 9 de dezembro de 2024, e é um processador de pesquisa, não um produto que você compra ou baixa. A função dele é mostrar que os computadores quânticos podem ficar mais confiáveis conforme crescem.
Isso importa porque a correção de erros quânticos é o muro do setor há quase 30 anos, e um processador que fica mais limpo à medida que você adiciona qubits é a primeira resposta real a esse problema. Cada qubit tende a trocar informação com o ambiente ao redor, então adicionar mais deles costuma deixar o sistema mais ruidoso, não melhor. O Willow inverte isso. A equipe do Google testou grades de qubits codificados de 3x3, 5x5 e 7x7, e cada passo cortou a taxa de erro pela metade, mais ou menos. Não é pouca coisa.
O número de destaque é um benchmark chamado amostragem de circuitos aleatórios. O Willow concluiu um cálculo em menos de cinco minutos que, pela estimativa do Google, levaria cerca de 10 septilhões de anos em um dos supercomputadores mais rápidos de hoje, um intervalo tão grande que supera muitas vezes a idade do universo. O Google diz que a estimativa é conservadora e presume que a máquina clássica não tem limites de memória nem de largura de banda.
Vale manter os limites à vista. O Willow ainda não executou um cálculo ligado a um problema real que dê dinheiro, e suas duas conquistas até agora ficam no terreno dos benchmarks e da simulação, o que significa que o ganho prático que justificaria todo o esforço ainda está em aberto. Então, se você espera um chip quântico que acelere seu fluxo de trabalho de verdade, este ainda não é ele.
Primeiros passos
- Comece no site do Google Quantum AI para ler o artigo publicado na Nature e o anúncio oficial do Willow.
- Revise as especificações do chip, incluindo os 105 qubits, os tempos T1 próximos de 100 microssegundos e os resultados de correção de erros.
- Use o framework de código aberto Cirq para escrever ou rodar circuitos quânticos em simulação na sua própria máquina.
- Solicite acesso ao hardware quântico do Google pelo programa de pesquisa Quantum AI, se você for de uma instituição.
- Acompanhe o roteiro para saber quando as cargas de trabalho reais que superam o clássico ficam disponíveis.
Informações do produto
Uma visão rápida dos preços, das plataformas compatíveis e do desempenho de Google Willow.
Ideal para
Os usuários, tarefas e cenários em que esta ferramenta se encaixa melhor.
Usuários
- Pesquisadores de quântica
- Estudantes de física e ciência da computação
- Seguidores de tecnologia
Tarefas
- Avaliar hardware quântico
- Pesquisa em correção de erros
- Aprender algoritmos quânticos
Cenários
- Escrever um artigo sobre qubits lógicos que podem crescer
- Dar aula sobre computação quântica
- Acompanhar o setor
Principais recursos
105 qubits com correção de erros abaixo do limiar
O Willow reúne 105 qubits físicos, e é o primeiro sistema a mostrar erros caindo conforme a contagem de qubits sobe. O Google testou grades codificadas de 3x3, 5x5 e 7x7, cortando a taxa de erro pela metade a cada passo. Esse resultado "abaixo do limiar" é o marco que o setor perseguiu desde 1995.
Redução exponencial de erros na prática
O chip também atingiu o "beyond breakeven", ou seja, suas matrizes de qubits duram mais que os qubits físicos individuais dentro delas. É difícil de falsificar. É o sinal mais forte até agora de que a correção de erros melhora o sistema inteiro, não só partes dele.
Benchmark de amostragem de circuitos aleatórios
O Google usou o RCS, o benchmark mais difícil que um computador quântico pode rodar hoje, para medir o Willow. O chip concluiu a tarefa em menos de cinco minutos contra uma estimativa de 10 septilhões de anos para um supercomputador de ponta. É um medidor de desempenho, não uma carga de trabalho real.
Correção de erros em tempo real
O Willow é um dos primeiros sistemas supercondutores a corrigir erros rápido o bastante para que isso importe durante um cálculo. Erros que se acumulam mais rápido do que você consegue corrigir arruínam a operação antes do fim. Isso mantém o cálculo nos trilhos.
Tempos de vida longos dos qubits
Os tempos T1 medem por quanto tempo um qubit mantém seu estado. Agora estão perto de 100 microssegundos. É um salto grande. Cerca de cinco vezes o ganho em relação à geração anterior do Google, e dá aos cálculos mais espaço para rodar antes que o estado decaia.
Fabricação feita sob medida
O Willow foi produzido na fábrica dedicada do Google em Santa Bárbara, um dos poucos locais do mundo construídos do zero para chips quânticos. Todas as peças, das portas de um e dois qubits ao reset e à leitura, são projetadas em conjunto, porque um único componente atrasado derruba o chip inteiro.
Prós e contras
Prós
- Entrega a primeira correção de erros abaixo do limiar, um resultado que o setor perseguiu por quase 30 anos e que aponta para máquinas quânticas em que as pessoas podem de fato confiar para cálculos longos.
- Corta as taxas de erro mais ou menos pela metade a cada aumento no tamanho da grade.
- Registra um resultado de benchmark que ofusca os supercomputadores clássicos por uma margem enorme.
- Os tempos T1 próximos de 100 microssegundos marcam um ganho de cerca de 5 vezes sobre o chip anterior, o que compra cálculos mais longos antes que o estado decaia.
Contras
- Não tem API pública nem acesso para consumidores, então você não consegue usá-lo sem vínculos institucionais.
- Ainda não rodou uma tarefa comercialmente útil que supere o clássico, então o ganho prático não está comprovado.
- A cifra de 10 septilhões de anos é uma estimativa do próprio Google e não foi verificada de forma independente nessa escala.
Perguntas frequentes
É um processador de pesquisa para trabalhos de correção de erros quânticos e benchmarking. Então o que o Google faz com ele na prática? Testa se escalar os qubits pode reduzir os erros, e roda o benchmark de amostragem de circuitos aleatórios.
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