Svolta nel calcolo quantistico di Google: il tasso di errore si riduce di 40 volte, superato il collo di bottiglia delle risorse chiave
Google ha verificato una tecnica chiamata "魔态培育" sul suo processore Willow, riducendo il tasso di errori quantistici di circa 40 volte e raggiungendo una fedeltà logica T di 99,99%, stabilendo un nuovo record nel settore. Se questa innovazione riuscirà ad essere scalata, potrà ridurre notevolmente l’hardware necessario per costruire sistemi quantistici tolleranti agli errori, avendo un’importanza significativa per la commercializzazione del calcolo quantistico.
Il team Quantum AI di Google ha compiuto progressi chiave nel campo del calcolo quantistico, promettendo di ridurre drasticamente i costi hardware necessari per costruire sistemi quantistici utili.
La ricerca correlata è stata pubblicata giovedì sulla rivista Science. Google ha verificato sul suo processore Willow una tecnologia chiamata "magic state cultivation", riducendo il tasso di errore quantistico di circa 40 volte e raggiungendo una fedeltà logica dello stato-T del 99,99%. Questo rappresenta il record più alto mai registrato nel settore.
La produzione di magic state è da tempo considerata il collo di bottiglia centrale per la scalabilità del calcolo quantistico: si stima che fino al 95% della potenza di calcolo di un computer quantistico possa essere dedicata esclusivamente alla generazione di magic state, lasciando risorse estremamente limitate per i calcoli effettivi.
Se questa svolta potrà essere scalata con successo, comprimerà notevolmente la quantità di hardware necessaria per costruire sistemi quantistici error-tolerant, assumendo grande rilievo nella commercializzazione del quantum computing.
Google ha anche dichiarato che, è ancora necessario verificare la fattibilità di questa tecnologia a una scala maggiore, essendo ancora distante dall’informatica quantistica realmente utile.
Al momento della pubblicazione, il titolo Google giovedì è salito dello 0,24%.
Magic State: il buco nero delle risorse nel calcolo quantistico
I magic state sono elementi chiave per realizzare il calcolo quantistico "universale". Per eseguire operazioni complesse che vadano oltre le capacità dei computer classici, i processori quantistici devono utilizzare i magic state per generare l'insieme di operazioni richiesto. Tuttavia, una volta utilizzati, i magic state non possono essere riutilizzati, il che li rende una risorsa preziosa.
La sfida maggiore sta nei costi di produzione. Alcune stime di ricerca hanno mostrato che i computer quantistici potrebbero dover destinare fino al 95% delle risorse totali alla produzione di magic state, lasciando pochissime risorse per i compiti di calcolo effettivi.
Questo collo di bottiglia è stato previsto dai ricercatori già nel 2004, e nei successivi vent’anni la comunità scientifica ha continuato a cercare modi per ridurre i costi di produzione dei magic state, ma i progressi sono stati lenti.
Proposto un metodo di coltivazione del magic state, grande salto nell’efficienza delle risorse
Nel 2024, i ricercatori di Quantum AI di Google Craig Gidney, Noah Shutty e Cody Jones hanno proposto un metodo di magic state cultivation sulla base della letteratura esistente.
Il cuore della strategia è progettare il processo di produzione dei magic state come un meccanismo di filtraggio: stati quantistici rumorosi vengono iniettati su una piccola area del chip, e una serie di operazioni di misurazione altamente coordinate identificano ed eliminano i tentativi difettosi, "coltivando" così stati quantistici altamente puri e a basso tasso di errore che vengono contemporaneamente codificati in forme utilizzabili di scala maggiore.
Tuttavia, passare dalla teoria alla realizzazione hardware non è stato semplice. Durante i primi test, la ricercatrice Emma Rosenfeld ha raccolto ripetutamente dati che sembravano “in contraddizione con le leggi della fisica”.
Dopo mesi di indagini, il team ha scoperto che la causa del problema era un’errata supposizione nella tecnica di riferimento delle misurazioni: il rumore generato dalla deriva degli strumenti elettrici e dalle variazioni di temperatura in laboratorio invalidava l’efficacia dei test di riferimento.
Per questo, il team non solo ha aggiunto controlli extra al sistema per attenuare il rumore, ma ha anche inventato una nuova tecnica di benchmarking, utilizzando il processo di coltivazione stesso come strumento di auto-calibrazione.
Record battuti per fedeltà e tasso di errore
Sul processore Willow, la soluzione sopra ha portato a una riduzione del tasso di errore di circa 40 volte rispetto agli stati quantistici non coltivati, raggiungendo una fedeltà logica dello stato-T del 99,99%, un nuovo record nel campo.
Il team di Google ha anche dimostrato un’altra importante operazione: la verifica che i magic state coltivati possano essere trasferiti con successo tra due diversi schemi di correzione degli errori quantistici—nello specifico, trasferendo lo stato quantistico dal color code distance-3 (un nuovo metodo adatto alla coltivazione) al surface code distance-5 (un metodo correttivo più maturo).
Questa operazione di "innesto" dimostra che gli stati quantistici purificati possono sopravvivere stabilmente e trasferirsi correttamente all’interno dell’hardware, spianando la strada all’integrazione della tecnologia di magic state cultivation nell’architettura quantistica esistente di Google.
Nonostante i progressi ottenuti, Google ha chiarito che la tecnologia di magic state cultivation deve ancora essere verificata su scala maggiore prima di poter essere veramente applicata ai compiti reali del calcolo quantistico, e che molte sfide tecnologiche rimangono ancora aperte.
Esclusione di responsabilità: il contenuto di questo articolo riflette esclusivamente l’opinione dell’autore e non rappresenta in alcun modo la piattaforma. Questo articolo non deve essere utilizzato come riferimento per prendere decisioni di investimento.
Ti potrebbe interessare anche
In quattro giorni di contrattazioni, oltre 10 miliardi di dollari di capitalizzazione di mercato evaporati: il rischio di debito di CoreWeave (CRWV.US) scatena una svendita, ma Deutsche Bank lo vede come un'opportunità di acquisto.
Deutsche Bank ritiene che la recente vendita di CoreWeave non sia supportata da fattori fondamentali aziendali sufficienti; il forte ritracciamento del prezzo delle azioni crea invece un'opportunità di acquisto per gli investitori.
Mercati azionari statunitensi durante la notte | Pressione dell'inflazione continua ad aumentare, i tre principali indici salgono, Dell (DELL.US) scende del 6,8%
Alla chiusura, il Dow Jones è salito di 557,51 punti, con un aumento dell'1,08%, attestandosi a 52.178,99 punti; l'indice S&P 500 è salito di 25,18 punti, con un aumento dello 0,33%, a 7.744,12 punti; il Nasdaq Composite è salito di 20,16 punti, con un aumento dello 0,08%, a 26.713,03 punti.
Interactive Brokers (IBKR.US): ricavi del terzo trimestre in crescita del 16% su base annua, annuncia un aumento del dividendo trimestrale di oltre il 70%
Spinta dalla crescita dei ricavi netti da interessi e delle commissioni, Interactive Brokers ha registrato nel terzo trimestre una crescita del 16% dei ricavi netti su base annua e un aumento di circa il 18% dell’utile per azione rettificato rispetto all’anno precedente.
La probabilità di default di CoreWeave supera il 60%! Jensen Huang interviene: il costo di finanziamento sta diminuendo, non è necessario che Nvidia faccia da garante
Dopo il discorso di Jensen Huang, le azioni di CoreWeave, che in apertura erano scese del 9,5%, sono passate in territorio positivo. Giovedì, il CDS a cinque anni della società ha superato i 1190 punti base durante la sessione, segnando un massimo storico per l'indicatore che riflette il costo della protezione contro il rischio di default del debito; alcuni rendimenti sulle obbligazioni societarie sono saliti oltre il 15-16%. Gli spread dei CDS a cinque anni di Oracle, Amazon, Alphabet (società madre di Google) e Meta sono anch'essi a livelli storicamente elevati. Gli analisti di Deutsche Bank ritengono che, man mano che il ciclo degli investimenti in capitale per l'AI viene sempre più sostenuto dal debito piuttosto che dal flusso di cassa libero, gli investitori debbano prestare maggiore attenzione ai segnali di prezzo del mercato del credito. Nel complesso, il costo del finanziamento legato all'AI non è ancora elevato, ma ci sono già alcuni segnali preoccupanti.
Prezzi delle criptovalute
Altro
