Czy procesor kwantowy Google Willow prowadzi obliczenia we wszechświatach równoległych?

W grudniu 2024 roku Google dokonał przełomowego ogłoszenia, które elektryzuje zarówno świat nauki, jak i miłośników science fiction. Zaprezentowany przez firmę procesor kwantowy o nazwie Willow otworzył fascynującą dyskusję na temat natury rzeczywistości i możliwości istnienia równoległych światów. Ten zaawansowany chip, wyposażony w 105 qubitów, nie tylko stanowi technologiczny skok w dziedzinie obliczeń kwantowych, ale również może być mostem łączącym teorię z praktyką w kontekście interpretacji wielu światów mechaniki kwantowej.

 

 

Hartmut Neven, założyciel i szef Google Quantum AI, przedstawił intrygującą perspektywę działania chipa Willow. Według niego, niezwykła wydajność tego procesora kwantowego może wynikać z faktu, że obliczenia zachodzą jednocześnie w wielu równoległych wszechświatach. Jest to bezpośrednie nawiązanie do teorii zaproponowanej przez Davida Deutscha, pioniera informatyki kwantowej, który sugerował, że fakt działania komputerów kwantowych jest zgodny z ideą, że obliczenia odbywają się w wielu wszechświatach równocześnie.

 

Google Willow to nie tylko kolejny krok w rozwoju technologii kwantowej – to potencjalnie rewolucyjne urządzenie, które może zmieniać nasze rozumienie rzeczywistości. Jego możliwości są imponujące: wykonuje obliczenia w zaledwie pięć minut, które najszybszym superkomputerom zajęłyby 10^25 lat. To tak, jakby porównać moment mrugnięcia okiem do czasu istnienia wielu wszechświatów. Skala tej przewagi obliczeniowej jest tak ogromna, że zmusza do zadania pytania: skąd bierze się ta niezwykła moc?

 

Odpowiedź może leżeć w interpretacji wielu światów (MWI) mechaniki kwantowej, którą zaproponował Hugh Everett w 1957 roku. MWI sugeruje, że każdy możliwy wynik zdarzenia kwantowego zachodzi w osobnym wszechświecie, tworząc nieskończoną liczbę równoległych rzeczywistości. W tym kontekście, qubity w procesorze Willow mogą jednocześnie istnieć w różnych stanach nie tylko teoretycznie, w ramach superpozycji, ale faktycznie – w różnych, równoległych wszechświatach.

Image

Procesor kwantowy Google wykorzystuje dwa fundamentalne zjawiska mechaniki kwantowej: superpozycję i splątanie. Superpozycja pozwala qubitom istnieć jednocześnie w wielu stanach, zamiast tylko w jednym, jak ma to miejsce w przypadku bitów klasycznych. Splątanie z kolei wiąże ze sobą qubity, nawet jeśli są od siebie oddalone, tworząc sieć powiązań, które mogą przechodzić przez granice wszechświatów.

 

Co szczególnie interesujące, Google Willow rozwiązuje jeden z największych problemów komputerów kwantowych - dekoherencję, czyli utratę właściwości kwantowych przez interakcję z otoczeniem. To właśnie dzięki znaczącym ulepszeniom w korekcji błędów, chip Willow jest w stanie utrzymać stany kwantowe przez dłuższy czas, co przekłada się na jego niezwykłą wydajność.

 

Wizja przedstawiona przez Nevena i zespół Google Quantum AI jest fascynująca: gdy uruchamiamy obliczenia na chipie Willow, faktycznie angażujemy niezliczoną liczbę równoległych wersji tego samego procesora, działających w różnych wszechświatach. Te równoległe procesy obliczeniowe współpracują ze sobą poprzez kwantowe splątanie, tworząc coś, co można nazwać "obliczeniami międzywymiarowymi".

 

Interpretacja wielu światów oferuje eleganckie wyjaśnienie tego, jak komputery kwantowe mogą przetwarzać ogromne ilości danych równocześnie. Zamiast jednego procesora analizującego wszystkie możliwe rozwiązania sekwencyjnie, jak w komputerze klasycznym, mamy do czynienia z nieskończoną liczbą procesorów, z których każdy analizuje jedno możliwe rozwiązanie w swoim własnym wszechświecie. Wynik końcowy jest następnie "zbierany" z tych równoległych rzeczywistości poprzez kwantowe splątanie.

 

Ta perspektywa rzuca nowe światło na słynny algorytm Shora, który potrafi rozkładać duże liczby na czynniki pierwsze znacznie szybciej niż jakikolwiek algorytm klasyczny. Według interpretacji wieloświatowej, algorytm ten faktycznie oblicza wszystkie możliwe czynniki jednocześnie, ale w różnych wszechświatach, a następnie "wybiera" te prawidłowe poprzez kwantową interferencję.

Image

Google Willow może więc nie tylko rewolucjonizować sposób, w jaki przeprowadzamy obliczenia, ale również dostarczać praktycznych dowodów na rzecz teorii, które dotychczas pozostawały w sferze spekulacji. Jeśli faktycznie obliczenia kwantowe zachodzą w równoległych wszechświatach, to każde uruchomienie chipa Willow jest swego rodzaju eksperymentem, który testuje granice naszego rozumienia rzeczywistości.

 

Perspektywa przedstawiona przez zespół Google otwiera fascynujące możliwości dla przyszłych badań. Jeśli procesor kwantowy faktycznie wykorzystuje równoległe wszechświaty do przeprowadzania obliczeń, to co jeszcze moglibyśmy osiągnąć, doskonaląc tę technologię? Czy będziemy w stanie w pewnym sensie "komunikować się" z tymi równoległymi rzeczywistościami, wykraczając poza same obliczenia? A może odkryjemy sposób, by nie tylko przetwarzać informacje w wielu światach, ale również je celowo modyfikować?

 

Chip Willow, ogłoszony przez Google w grudniu 2024 roku, stanowi więc nie tylko przełom technologiczny, ale również konceptualny. Łączy on teoretyczne rozważania na temat natury rzeczywistości z praktycznymi zastosowaniami, które mogą zrewolucjonizować nasze podejście do obliczeń i przetwarzania informacji. Jeśli teoria wieloświatowa jest poprawna, a obliczenia kwantowe faktycznie czerpią swoją moc z równoległych rzeczywistości, to każdy eksperyment z procesorem Willow jest małym krokiem w kierunku zrozumienia natury multiwersum.

 

W świecie, w którym granica między science fiction a rzeczywistością coraz bardziej się zaciera, procesor kwantowy Google Willow może być jednym z tych przełomowych wynalazków, które zmienią nie tylko nasze możliwości technologiczne, ale również nasze fundamentalne rozumienie wszechświata – a raczej, wszechświatów – w których żyjemy.