Google zaprezentowało właśnie nowy procesor kwantowy o nazwie Willow, który stanowi znaczący krok naprzód w dziedzinie obliczeń kwantowych. Dzięki 105 kubitom, Willow jest zdolny do wykonywania złożonych obliczeń w czasie poniżej pięciu minut – zadania, które najpotężniejszym klasycznym superkomputerom zajęłyby miliardy lat. Kluczowym krokiem naprzód Willowa jest zaawansowana korekcja błędów. W tradycyjnych systemach kwantowych dodawanie większej liczby kubitów często prowadziło do wzrostu liczby błędów.

W przypadku Willow, zwiększenie liczby kubitów skutkuje wykładniczym zmniejszeniem liczby błędów, co stanowi przełom w technologii kwantowej.

Przypomnijmy, że komputery kwantowe wykorzystują zjawiska mechaniki kwantowej takie jak superpozycja, splątanie i tunelowanie kwantowe. W tradycyjnych komputerach informacja jest zapisana w bitach, które przyjmują wartość 0 lub 1. W komputerach kwantowych używa się kubitów, które dzięki superpozycji mogą jednocześnie reprezentować 0, 1 oraz dowolne ich kombinacje. To umożliwia wykonywanie wielu obliczeń równolegle z uwagi na fakt, że kubity mogą znajdować się w wielu stanach jednocześnie. Jednak kubity tracą swoje kwantowe właściwości (np. superpozycję lub splątanie) w wyniku interakcji ze środowiskiem. Nawet minimalne zmiany w temperaturze, promieniowaniu czy wibracjach mogą zaburzać ich działanie i powodować błędy w obliczeniach.

Korekcja błędów poprzez utrzymanie stanu kwantowego kubitów przez dłuższy czas, co umożliwia wykonywanie bardziej złożonych obliczeń, co jest kluczowe dla budowy dużych, praktycznych komputerów kwantowych.

Procesor Wollow osiąga to poprzez zaawansowane algorytmy korekcji błędów, które monitorują i korygują błędy w czasie rzeczywistym, co pozwala na utrzymanie stabilności systemu podczas skomplikowanych obliczeń. W porównaniu do wcześniejszego procesora kwantowego Google, Sycamore, który w 2019 roku wykonał obliczenia w 200 sekund – zadanie, które klasycznemu superkomputerowi zajęłoby 10 000 lat – Willow reprezentuje znaczący postęp w mocy obliczeniowej i efektywności korekcji błędów.