Η Google δημοσίευσε στο περιοδικό Nature τον νέο αλγόριθμο κβαντικού υπολογιστή «Quantum Echoes», ο οποίος εκτελείται στο κβαντικό τσιπ Willow έως και 13.000 φορές ταχύτερα από τον καλύτερο κλασικό αλγόριθμο στον ισχυρότερο υπερυπολογιστή του κόσμου και, για πρώτη φορά, παρέχει επαληθεύσιμα αποτελέσματα. Η έρευνα αυτή θα μπορούσε να ανοίξει τον δρόμο για σημαντικές επιστημονικές ανακαλύψεις και, σύμφωνα με τον πρόσφατα βραβευμένο με Νόμπελ Φυσικής Μισέλ Ντεβορέ, «αποτελεί ένα νέο βήμα προς τον κβαντικό υπολογισμό πλήρους κλίμακας».
Οι κβαντικοί υπολογιστές έχουν τη δυνατότητα να επιλύουν προβλήματα που οι κλασικοί υπερυπολογιστές και η τεχνητή νοημοσύνη που λειτουργεί σε αυτούς αδυνατούν να αντιμετωπίσουν. Ο αλγόριθμος «Quantum Echoes» για το κβαντικό τσιπ Willow της Google θεωρείται ότι ανοίγει τον δρόμο για την πρώτη πραγματική εφαρμογή κβαντικού υπολογισμού, καθώς μπορεί να μετρήσει τη δομή ενός πραγματικού μορίου — κάτι που οι κλασικοί υπολογιστές δεν μπορούν να υπολογίσουν με ακρίβεια σε μοριακό επίπεδο.
«Με έναν κβαντικό υπολογιστή μπορούμε να μιλήσουμε τη γλώσσα της φύσης και να αντιμετωπίσουμε την πολυπλοκότητά της», παρατήρησε ο Χάρτματ Νέβιν, ιδρυτής και επικεφαλής της ομάδας Κβαντικής Τεχνητής Νοημοσύνης της Google (Google Quantum AI), κατά τη διάρκεια παρουσίασης του αλγορίθμου σε διεθνή μέσα ενημέρωσης, με τη συμμετοχή του ΑΠΕ-ΜΠΕ.
Ένα από τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του νέου αλγορίθμου είναι ότι, για πρώτη φορά, οι προβλέψεις του μπορούν να επαληθευτούν είτε από άλλον κβαντικό υπολογιστή είτε μέσω πειραμάτων στη φύση.
Σε ένα ξεχωριστό πείραμα πειραματικής απόδειξης της 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 στο τσιπ Willow για να παρατηρήσουν λεπτομέρειες της δομής δύο οργανικών μορίων. Τα αποτελέσματα από τον κβαντικό υπολογιστή της Google αντιστοιχούσαν σε εκείνα του Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού (NMR), το οποίο λειτουργεί ως ισχυρό μοριακό μικροσκόπιο, και μάλιστα αποκάλυψαν πληροφορίες που συνήθως δεν είναι διαθέσιμες μέσω του NMR. Σύμφωνα με τους επιστήμονες της Google, ένα NMR ενισχυμένο 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 εφαρμογές θα μπορούσαν να υλοποιηθούν μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια.
Μ. Ντεβορέ: «Εξαιρετικά τιμητικό το βραβείο Νόμπελ»
Ο βραβευμένος με το Νόμπελ Φυσικής 2025, Μισέλ Ντεβορέ, επικεφαλής επιστήμονας της Google Quantum AI για το Κβαντικό Υλικό (Quantum Hardware), έθεσε πριν από τέσσερις δεκαετίες, μαζί με συνεργάτες του, τα θεμέλια για τα υπεραγώγιμα qubits (κβαντικά bits) που χρησιμοποιούνται σήμερα στην κβαντική πληροφορική. Ο Ντεβορέ βρίσκεται πίσω από την ολοκληρωμένη προσέγγιση της Google 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 εκατονταετηρίδα από τη γέννηση της Κβαντικής Μηχανικής», ανέφερε ο Μισέλ Ντεβορέ κατά τη διάρκεια της συνέντευξης Τύπου. Πρόσθεσε επίσης ότι «είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον το γεγονός πως όλο και περισσότεροι άνθρωποι ασχολούνται με την κατασκευή κβαντικών υπολογιστών και πως προς το παρόν δεν φαίνεται να υπάρχει όριο στον αριθμό των υπεραγώγιμων qubits που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για υπολογισμούς μεγάλης κλίμακας».
Η παρουσίαση του αλγορίθμου αποτελεί 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 επιλύσει, καθώς και της παρουσίασης του τσιπ Willow στα τέλη του 2024, το οποίο επέδειξε δραστική μείωση σφαλμάτων, επιλύοντας ένα μακροχρόνιο πρόβλημα της κβαντικής υπολογιστικής.
Όπως διευκρίνισε ο 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. Η δημοσίευση θα γινόταν ανεξάρτητα από τη βράβευση· βρίσκομαι εδώ ως επικεφαλής επιστήμονας της Google».
Ο Τομ Ο’ Μπράιεν, ερευνητής της Google, χαρακτήρισε πρόκληση την αύξηση της ακρίβειας του αλγορίθμου. Όπως εξήγησε, «όταν εκτελέσαμε το πρώτο μας κβαντικό πείραμα το 2019, μόλις το 0,1% των δεδομένων που ελήφθησαν ήταν σωστό. Για να έχουμε όμως έναν επαληθεύσιμο αλγόριθμο και να διατηρήσουμε την κβαντική υπεροχή, μόνο το 0,1% των δεδομένων μπορεί να είναι λανθασμένο. Έπρεπε, λοιπόν, να αντιστρέψουμε αυτούς τους αριθμούς και να περάσουμε από το 0,1% σωστό σε 0,1% πιθανότητα αποτυχίας. Αυτό δείχνει την τεράστια πρόοδο που έχει επιτευχθεί τα τελευταία έξι χρόνια και τη σημερινή δυναμική του τσιπ Willow».
Σύνδεσμος για τη δημοσίευση του Quantum Echoes:
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09526-6
Της Μαρίας Κουζινοπούλου
Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ
