محاسبات کوانتومی اغلب در اخبار ظاهر نمی‌شود. با این حال، پتانسیل عظیمی دارد، اما این فناوری دهه‌هاست که کاربردهای عملی در دنیای واقعی را «فقط در چند سال آینده» وعده می‌دهد. با این حال، دنیای علم ممکن است بالاخره به نقطه عطفی برای عملی شدن رسیده باشد. مهندسان گوگل اولین مورد در جهان را از اجرای یک الگوریتم قابل تأیید بر روی تراشه کوانتومی Willow خود نشان دادند — 13,000 برابر سریع‌تر از یک ابررایانه.

الگوریتم مورد بحث Quantum Echo نام دارد و یک آزمایش فیزیک را در رزونانس مغناطیسی هسته‌ای (NMR، نوع طیف‌سنجی MRI محبوب) مدل‌سازی می‌کند، که ساختارهای مولکولی داخلی را با تشخیص چرخش‌های مغناطیسی در مرکز اتم‌ها آشکار می‌سازد. به گفته گوگل، Willow این کار را 13,000 برابر سریع‌تر از «بهترین الگوریتم کلاسیک بر روی سریع‌ترین ابررایانه‌های جهان» انجام می‌دهد، به این معنی که این یک تراشه برای این وظیفه خاص، چندین مرتبه از یک دیتاسنتر کامل سریع‌تر است.

آنچه در مورد این آزمایش هیجان‌انگیز و اولین در جهان است، این است که قابل تأیید است، به این معنی که نتایج Willow قابل بازتولید هستند و در برابر الگوریتم‌های عادی — یا در این مورد، توسط خود طبیعت، از آنجایی که مولکول‌ها و اتم‌ها در حال تجزیه و تحلیل هستند — بررسی شده‌اند. به همین ترتیب، این آزمایش آنچه را که می‌توان اولین مورد استفاده واقعی برای محاسبات کوانتومی دانست، نشان می‌دهد.

این یک ساده‌سازی بیش از حد است، اما مشکل اصلی رایانه‌های کوانتومی این است که ذاتاً قطعی نیستند. آن‌ها به یک راه‌حل احتمالی می‌رسند، اگرچه مزیت در نظر گرفتن تقریباً هر ورودی ممکن را به طور همزمان دارند — از این رو سرعت‌های دیوانه‌کننده برای وظایف بسیار خاص که دقیقاً با الگو مطابقت دارند. بنابراین، راه‌حل‌های یک رایانه کوانتومی ذاتاً مستعد خطا هستند و لازم است نرخ خطا را چندین مرتبه کاهش داد تا کاربردهای عملی امکان‌پذیر شوند.

این واقعیت که Quantum Echo عملاً قابل تأیید و «قطعی» است، از طریق ارسال یک «پینگ» به آرایه 105 کیوبیتی Willow و خواندن اثرات آن میلیون‌ها بار در ثانیه حاصل می‌شود، که اطلاعاتی در مورد وضعیت سیستم آشکار می‌کند، بنابراین (باز هم، من در حال ساده‌سازی هستم) به دانشمندان اجازه می‌دهد تا بدون تغییر قابل توجهی، به نتیجه نگاه کنند.

این ظاهراً بزرگترین نوع جمع‌آوری داده در هر پروژه محاسبات کوانتومی است و کلید قابل تأیید کردن تحلیل NMR بود که با کمک به کاهش نرخ خطا به اندازه کافی برای رسیدن به یک راه‌حل «قطعی» انجام شد.

تیم پیش‌بینی می‌کند که رایانه‌های کوانتومی کلید مدل‌سازی پدیده‌های کوانتومی در طبیعت هستند، همانطور که در مثال ذکر شده، و تصور کاربردهای مشابه دیگر اکنون که یک خط مبنا برای عملی بودن به دست آمده است، دشوار نیست. هوش مصنوعی کوانتومی گوگل اکنون به مرحله 3 نقشه راه خود برای ساخت یک کیوبیت منطقی با عمر طولانی‌تر حرکت می‌کند. شرودینگر خوشحال خواهد شد.