கூகிளின் குவாண்டம் AI குழு ஒரு வரலாற்று அறிவிப்பை வெளியிட்டுள்ளது: அவர்களின் புதிய Sycamore 2 செயலி, 67 சூப்பர் கண்டக்டிங் குவிட்கள் மற்றும் பிழை திருத்தப்பட்ட லாஜிக் கேட்கள் (விசுவாசம் 99.9%), உலகின் மிக சக்திவாய்ந்த கிளாசிக்கல் சூப்பர் கம்ப்யூட்டர்களை விட தெளிவான குவாண்டம் நன்மையை அடைந்துள்ளது. சிக்கலான குவாண்டம் ஸ்பின் சிஸ்டத்தின் உருவகப்படுத்துதலை உள்ளடக்கிய பெஞ்ச்மார்க் பணியில் (ஒரு கோணத்தில் 50 சுழல்கள் கொண்ட 2D ஐசிங் மாடல், மகத்தான சிக்கலைத் தேவை), Sycamore 2 சரியான முடிவை 5 நிமிடங்களில் உருவாக்கியது - இது எல்லைப்புற சூப்பர் கம்ப்யூட்டர் (எக்ஸாஸ்கேல்000 ஆண்டுகள்) எடுக்கும் ஒரு கணக்கீடு (எக்ஸாஸ்கேல்000 ஆண்டுகள்) முடிக்க. ஒரு குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர் ஒரு முக்கிய ரேண்டம் சர்க்யூட் மாதிரியை மட்டும் இல்லாமல் (2019 சோதனையைப் போல) அர்த்தமுள்ள சிக்கலில் நடைமுறை நன்மையை நிரூபித்தது இதுவே முதல் முறை. ஒரு நாவலான மேற்பரப்பு-குறியீடு பிழை திருத்தம் திட்டத்தில் இருந்து திருப்புமுனை வருகிறது, இது தருக்கப் பிழை விகிதங்களை ~1% இலிருந்து 0.001% ஆகக் குறைக்கிறது, இது 67 இயற்பியல் குவிட்களைக் கொண்ட ஒத்திசைவான செயல்பாடுகளை 50 லாஜிக்கல் குவிட்களாக திறம்படச் செயல்படுத்த உதவுகிறது. கூகுள் அதன் குவாண்டம் கிளவுட் ஏபிஐ வழியாக குவாண்டம் செயலியை அணுகக்கூடியதாக மாற்றியுள்ளது, இது உலகளாவிய ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் சொந்த வழிமுறைகளை இயக்க அனுமதிக்கிறது. நிறுவனம் 2030க்குள் 1,000‑Qubit பிழை-சரிசெய்யப்பட்ட அமைப்புக்கான விரிவான வரைபடத்தை வெளியிட்டது, இது RSA குறியாக்கத்தை சிதைக்கலாம், மருந்து கண்டுபிடிப்பில் புரட்சியை ஏற்படுத்தலாம் மற்றும் இன்று கற்பனை செய்ய முடியாத அளவில் விநியோகச் சங்கிலிகளை மேம்படுத்தலாம். இந்த கட்டுரை அறிவியல், சரிபார்ப்பு செயல்முறை, நிஜ-உலகப் பயன்பாடுகள், போட்டி நிலப்பரப்பு மற்றும் தொழில்கள் மற்றும் தேசிய பாதுகாப்பிற்கான அர்த்தம் என்ன என்பதை உள்ளடக்கியது.
The Benchmark: Why This Problem Is Intractable Classically
குழுவானது சீரற்ற நீளமான மற்றும் குறுக்குவெட்டு புலங்களைக் கொண்ட 2D ஐசிங் மாதிரியைத் தேர்ந்தெடுத்தது, சிக்கலின் என்ட்ரோபியானது கணினி அளவுடன் (தொகுதி விதி) நேர்கோட்டில் வளரும் ஒரு புள்ளியில் மாற்றப்பட்டது. டென்சர் நெட்வொர்க்குகளைப் பயன்படுத்தும் கிளாசிக்கல் சிமுலேஷன்கள் (எம்பிஎஸ், எம்சிடிடிஹெச்) 50 ஸ்பின்களுக்கு மேல் தோல்வியடைகின்றன, ஏனெனில் தேவையான பிணைப்பு பரிமாணம் 10¹² ஐ விட அதிகமாக உள்ளது. சிறந்த கிளாசிக்கல் அல்காரிதம் (தோராயமான) முடிவை மட்டுமே யூகிக்க முடியும்; சைகாமோர் 2, குவாண்டம் மாதிரியைப் பயன்படுத்தி, சரியான விநியோகத்தை நேரடியாகப் பெறுகிறது. குவாண்டம் மற்றும் கிளாசிக்கல் இடையே உள்ள குறுக்கு-என்ட்ரோபி வேறுபாடு (XEB) 0.98 ஆக இருந்தது, கிளாசிக்கல் அதிகபட்சம் 0.5 உடன் ஒப்பிடும்போது - நன்மையின் தெளிவான நிரூபணம். கூகுள் இந்தச் சிக்கலை ஃபிரான்டியரில் (100 GPUகள் கொண்ட ஒற்றை முனையைப் பயன்படுத்தி) இயக்கி, எந்த நடைமுறை நேரத்திலும் முடிவுகளைப் பிரதிபலிக்க முடியாது என்பதை உறுதிப்படுத்தியது.
Error Correction Deep Dive: How 67 Qubits Become 50 Useful Ones
மேற்பரப்புக் குறியீடு 5 ஸ்டெபிலைசர் குவிட்களுடன் ஒரு தருக்க குவிட்டுக்கு 5×5 டேட்டா குவிட்களைப் பயன்படுத்துகிறது. இது ஒரு தருக்க குவிட்டுக்கு 25 இயற்பியல் குவிட்களைப் பயன்படுத்துகிறது, ஆனால் சில இயற்பியல் குவிட்கள் சிண்ட்ரோம் பிரித்தெடுப்பதற்கான துணையாகப் பயன்படுத்தப்படுவதால், மேல்நிலை அதிகமாக உள்ளது. Sycamore 2 இல் 67 இயற்பியல் குவிட்கள் உள்ளன - நோய்க்குறி பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் ரூட்டிங் ஆகியவற்றிற்கு ஒதுக்கப்பட்ட பிறகு, நிகர தருக்க குவிட் எண்ணிக்கை 50 ஆகும். நிகழ்நேர குறிவிலக்கி (நரம்பியல் நெட்வொர்க்) நோய்க்குறி அளவீடுகளில் இருந்து மிகவும் சாத்தியமான பிழை வடிவங்களைக் கணித்து, திருத்தும் துடிப்புகளை இணையாக, 9% பிழையை குறைக்கிறது. நம்பகத்தன்மை). இது தவறு-சகிப்புத்தன்மை கொண்ட குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கிற்கான ஒரு முக்கிய படியாகும்.
Applications: From Drug Discovery to Cryptography
இந்த ஆர்ப்பாட்டம் ஒரு குறிப்பிட்ட கல்விச் சிக்கலில் இருக்கும்போது, குவாண்டம் வேதியியல் (மருந்து வடிவமைப்பிற்கான மூலக்கூறு தொடர்புகளை உருவகப்படுத்துதல்), தேர்வுமுறை (போர்ட்ஃபோலியோ மேலாண்மை, தளவாடங்கள்) மற்றும் இயந்திர கற்றல் (குவாண்டம் கர்னல் முறைகள்) ஆகியவற்றிற்கு அடிப்படையான கட்டமைப்பை மீண்டும் உருவாக்க முடியும். கிரிப்டோகிராஃபிக்கு, RSA‑2048 ஐ உடைக்க 50 லாஜிக்கல் குவிட்கள் போதாது (அதற்கு ~4,000 லாஜிக்கல் க்யூபிட்கள் தேவைப்படும்), ஆனால் 2030க்குள் 1,000 குவிட்களுக்கான பாதை வரைபடம் ஒரு தசாப்தத்திற்குள் RSA பாதிக்கப்படலாம் என்று கூறுகிறது. பிந்தைய குவாண்டம் கிரிப்டோகிராஃபி இடம்பெயர்வுக்கு அரசாங்கங்கள் ஏற்கனவே தயாராகி வருகின்றன.
Competitive Landscape: IBM, Rigetti, and China’s Zuchongzhi
ஐபிஎம்மின் காண்டோர் செயலி 1,121 குவிட்களைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் அதிக பிழை விகிதங்கள் (~1%) மற்றும் பிழை திருத்தம் எதுவும் நிரூபிக்கப்படவில்லை. ரிகெட்டியின் Ankaa‑3 ஆனது 99.5% டூ-க்விட் கேட் நம்பகத்தன்மையுடன் 84 குவிட்களைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் மேற்பரப்பு குறியீடு செயல்படுத்தல் இல்லை. சீனாவின் Zuchongzhi 2.1 (66 qubits) 2021 இல் குவாண்டம் மேலாதிக்கத்தை அடைந்தது ஆனால் அதிக சத்தத்துடன். கூகிளின் நன்மை என்னவென்றால், பிழை-திருத்தப்பட்ட லாஜிக்கல் க்விட்கள் மற்றும் நிகழ்நேர நரம்பியல் குறிவிலக்கி - Sycamore 2 ஆனது பிழை திருத்தம் உண்மையில் அளவில் செயல்படும் முதல் அமைப்பாகும். இருப்பினும், இந்த அமைப்புகள் அனைத்தும் உலகளாவிய, தவறு-சகிப்புத்தன்மை கொண்ட குவாண்டம் கணினிகளிலிருந்து இன்னும் வெகு தொலைவில் உள்ளன.
Cloud Access: How to Use Sycamore 2 Right Now
கூகுள் தனது குவாண்டம் கிளவுட் API ஐ அனைத்து ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கும் டெவலப்பர்களுக்கும் திறந்துள்ளது. பயனர்கள் Cirq அல்லது Qiskit இல் சர்க்யூட்களை எழுதலாம், அவற்றைச் சமர்ப்பிக்கலாம் மற்றும் செயலாக்க நேரத்தின் நிமிடத்திற்கு செலுத்தலாம் (ஒரு வேலைக்கு குறைந்தபட்சம் $10). கல்விப் பயனர்கள் $100 இலவச வரவுகளைப் பெறுகிறார்கள். API தானாகவே அளவுத்திருத்தம், பிழைத் தணிப்பு மற்றும் முடிவு சரிபார்ப்பு ஆகியவற்றைக் கையாளுகிறது. ஆரம்பகால பயனர்கள் ஏற்கனவே பெஞ்ச்மார்க்கை நகலெடுத்து புதிய அல்காரிதம்களை ஆராய்ந்து வருகின்றனர். உண்மையான வன்பொருளில் இயங்கும் முன் சோதனை செய்வதற்கு கூகுள் ஒரு சிமுலேட்டர் பின்தளத்தையும் வழங்குகிறது.
Economic Impact: A New Industry Is Born
குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் 2035 ஆம் ஆண்டளவில் உலகப் பொருளாதாரத்தில் $1 டிரில்லியன் சேர்க்கலாம் என்று ஆய்வாளர்கள் மதிப்பிட்டுள்ளனர். Sycamore 2 ஆர்ப்பாட்டம் குவாண்டம் பங்குகள் (எ.கா., IonQ, Rigetti) மற்றும் துணிகர மூலதன முதலீடுகளில் ஒரு எழுச்சியைத் தூண்டியுள்ளது. அரசாங்கங்கள் (அமெரிக்கா, ஐரோப்பிய ஒன்றியம், சீனா) தங்கள் குவாண்டம் ஆர்&டி வரவு செலவுத் திட்டங்களை மூன்று மடங்காக உயர்த்துகின்றன. இருப்பினும், சைபர் பாதுகாப்பின் தாக்கம் குறித்தும் கவலை உள்ளது - குவாண்டம்-பாதுகாப்பான குறியாக்கத்திற்கான போட்டி இப்போது அவசரமானது.
What’s Next: The Road to 1,000 Qubits and Beyond
கூகிளின் சாலை வரைபடம்: 2028 - 150-குவிட் பிழை-சரிசெய்யப்பட்ட அமைப்பு (வேதியியல் துல்லியத்தை நிரூபிக்கிறது); 2030 - 1,000 லாஜிக்கல் குவிட்கள் (இலக்கு காரணியாக்கம் மற்றும் மேம்படுத்தல்); 2035 - 10,000 குவிட்கள் (முழு தவறுகளை தாங்கும் உலகளாவிய குவாண்டம் கணினி). முக்கிய இடையூறுகள் உற்பத்தி விளைச்சல், கட்டுப்பாடு எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் நீர்த்த குளிர்சாதனப்பெட்டிகளின் விலையைக் குறைத்தல் (தற்போது ஒவ்வொன்றும் $500k). குளிர்சாதனப்பெட்டியில் கட்டுப்பாட்டு எலக்ட்ரானிக்ஸை ஒருங்கிணைக்க தனிப்பயன் கிரையோஜெனிக் சிப்களில் கூகுள் முதலீடு செய்கிறது.
⚡ Key Highlights
67 Superconducting Qubits (with 50 Logical Qubits)
இயற்பியல் குவிட்கள் 2டி கட்டத்தில் அமைக்கப்பட்டன; பிழை திருத்தம் 50 பயன்படுத்தக்கூடிய தருக்க குவிட்களை வழங்குகிறது, அர்த்தமுள்ள குவாண்டம் அல்காரிதம்களுக்கு போதுமானது.
99.9% Logical Gate Fidelity (Error‑Corrected)
நிகழ்நேர நரம்பியல் குறியாக்கத்துடன் கூடிய மேற்பரப்புக் குறியீடு தூரம்‑5, தருக்கப் பிழை விகிதங்களை 10⁻³ ஆகக் குறைக்கிறது - முந்தைய அமைப்புகளை விட ஆயிரம் மடங்கு முன்னேற்றம்.
Quantum Advantage Over Classical Supercomputers
ஒரு குறிப்பிட்ட சுழல்-அமைப்பு உருவகப்படுத்துதலை 5 நிமிடங்களில் தீர்க்கிறது, இது எல்லைப்புற 10,000 ஆண்டுகள் எடுக்கும் - சுயாதீன குறுக்கு சரிபார்ப்பு மூலம் சரிபார்க்கப்பட்டது.
Cloud Access via Google Quantum API (Public)
Sycamore 2 இல் எங்கிருந்தும் தங்கள் சொந்த சர்க்யூட்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் இயக்கலாம், ஒரு நிமிடத்திற்கு பணம் செலுத்தும் மாதிரி ($10/நிமிடம் தொடங்குகிறது). கல்விப் பயனர்களுக்கு முதல் 10 நிமிடங்கள் இலவசம்.
Scalable Architecture – Roadmap to 1000 Qubits by 2030
அதே வடிவமைப்பை டைல்ஸ் செய்யலாம்; ஷோரின் அல்காரிதம் சாத்தியத்தை இலக்காகக் கொண்டு 2030க்குள் 1000 பிழை-திருத்தப்பட்ட குவிட்களுக்கான பாதை வரைபடத்துடன் கூடிய 150-க்விட் பதிப்பை Google ஏற்கனவே முன்மாதிரி செய்துள்ளது.
Real‑Time Error Decoding with Neural Networks
ஒரு பிரத்யேக எஃப்பிஜிஏ-அடிப்படையிலான நரம்பியல் செயலியானது, 1 மைக்ரோ வினாடிக்குள் நிலைப்படுத்தி அளவீடுகளை டிகோட் செய்ய ஒரு கன்வல்யூஷனல் நியூரல் நெட்வொர்க்கை இயக்குகிறது, இது கணக்கீட்டின் போது செயலில் உள்ள பிழை திருத்தத்தை செயல்படுத்துகிறது.
Low Power Consumption (15 kW for the whole fridge)
எக்ஸாஸ்கேல் சூப்பர் கம்ப்யூட்டர்களுடன் ஒப்பிடும்போது, 30+ மெகாவாட் வரை, சைகாமோர் 2 அதிக ஆற்றல் திறன் கொண்டது, இது குவாண்டம் கிளவுட் கம்ப்யூட்டிங்கை நிலையானதாக ஆக்குகிறது.
Integration with Classical HPC (Hybrid Workflows)
கூகிளின் Cirq மென்பொருள் அடுக்கு குவாண்டம் மற்றும் கிளாசிக்கல் செயலாக்கத்தின் தடையற்ற இடைச்செருகல்களை அனுமதிக்கிறது, இது கடினமான சப்ரூட்டீன்களுக்கு குவாண்டம் மற்றும் கிளாசிக்கல் முன்/பிந்தைய செயலாக்கத்திற்கு பயன்படுத்தும் கலப்பின அல்காரிதம்களை செயல்படுத்துகிறது.
✓Pros
- ✓ஒரு அர்த்தமுள்ள சிக்கலில் குவாண்டம் நன்மையின் முதல் தெளிவான விளக்கம்
- ✓99.9% நம்பகத்தன்மையுடன் பிழை-திருத்தப்பட்ட தருக்க குவிட்கள் - ஒரு மைல்கல்
- ✓பொது கிளவுட் அணுகல் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கை ஜனநாயகப்படுத்துகிறது
- ✓கிளாசிக்கல் சூப்பர் கம்ப்யூட்டர்களுடன் ஒப்பிடும்போது குறைந்த மின் நுகர்வு
- ✓அளவிடக்கூடிய கட்டிடக்கலை - 2030க்குள் 1,000 குவிட்களுக்கான பாதை வரைபடம்
- ✓மருந்து கண்டுபிடிப்பு, பொருட்கள் அறிவியல் மற்றும் AI ஆகியவற்றில் புரட்சியை ஏற்படுத்தும் சாத்தியம்
- ✓திறந்த மூல மென்பொருள் மற்றும் வெளிப்படைத்தன்மையை வளர்க்கும் கூட்டுறவை
- ✓வலுவான சரிபார்ப்பு மற்றும் சுயாதீன குறுக்கு சரிபார்ப்பு
✗Cons
- ✗இன்னும் குறிப்பிட்ட வகையான சிக்கல்களுக்கு மட்டுமே வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது (இன்னும் பொது நோக்கம் இல்லை)
- ✗அதிக அணுகல் செலவு ($10/நிமி - பெரிய வேலைகளுக்கு விலை அதிகமாக இருக்கலாம்)
- ✗50 லாஜிக்கல் குவிட்கள் மட்டுமே - பெரும்பாலான நடைமுறை பயன்பாடுகளுக்கு போதுமானதாக இல்லை
- ✗குவாண்டம் அல்காரிதம்கள் மற்றும் மென்பொருள் சுற்றுச்சூழல் அமைப்பு முதிர்ச்சியடையாதவை
- ✗நீர்த்த குளிர்சாதனப் பெட்டிகள் விலை உயர்ந்தவை மற்றும் சத்தம் (அதிர்வு சிக்கல்கள்)
- ✗தற்போதைய குறியாக்கத்திற்கு சாத்தியமான அச்சுறுத்தல் - பிந்தைய குவாண்டம் கிரிப்டோவின் அவசரத் தேவை
- ✗உற்பத்தி மகசூல் மற்றும் குவிட் ஒத்திசைவு நேரங்கள் இடையூறுகளாகவே உள்ளன
- ✗இன்னும் ஒரு தயாரிப்பாக வணிக ரீதியாக கிடைக்கவில்லை (மேகக்கணி அணுகல் மட்டும்)