“quantum bits” 略して “qubits”？？？
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Google Announces Solution to a Big Problem in Quantum Computing
Google recently said that it had solved a major problem in supercomputing with a new generation of processor called Willow.
Along with other technology companies such as Microsoft and International Business Machines (IBM), Google, whose parent company is Alphabet, is working on quantum computing. The new development promises to increase computing speeds while limiting mistakes, or errors, which are a problem with quantum computing systems.
Scientists at the company's Santa Barbara, California quantum laboratory announced they had at least partly solved the error problem on December 9. On the same day, the scientific publication Nature published their paper on error correction.
Google said that the Willow processor carried out a computation in under five minutes that would have taken a fast supercomputer longer than the current age of the universe to complete.
The work of the Google researchers, however, does not have any commercial uses yet. But Google hopes quantum computers will one day solve problems in medicine, battery chemistry and artificial intelligence (AI) that today's computers cannot solve.
The Willow chip
The Willow processor, or chip, runs on units of data called “quantum bits” or “qubits” for short. Qubits permit fast computing but can easily create errors. Google researchers have a theory that qubits might be affected by subatomic particles from events in space.
As more qubits are placed onto a chip, however, the errors can increase to make the chip no better than today’s usual computer chips. As a result, scientists have been working on quantum error-correction since the 1990s.
Hartmut Neven, who leads Google’s Quantum AI group, said that Willow has 105 qubits.
In the paper recently published in Nature, Google researchers said they have found a way to connect the Willow chip's qubits so that error rates go down as the number of qubits goes up. Neven also said Willow can correct errors in “real time.” That is an important step toward making quantum computers useful.
"We are past the break even point," Neven told Reuters. In a blog post, he said it was an unmistakable sign that “error correction is improving overall.”
In 2019, IBM challenged the claim that Google's quantum chip solved a problem that would take a normal computer 10,000 years to complete. IBM said the problem could be solved in two-and-a-half days using different assumptions about computer system design.
Google said in its blog post that it considered some of those concerns in its newest estimates. Even under the best conditions, Google said a computer of today would still take a billion years to get the same results as its latest chip.
Some of Google's competitors are producing chips with more qubits than Willow. But Anthony Megrant, who is also with Google Quantum AI, told Reuters that Google is trying to make the most dependable qubits possible.
Google produced its earlier chips in a shared building at the University of California, Santa Barbara. But for the Willow chips, Google built its own special laboratory. Megrant said that the new lab will speed up the process of making future chips.
One major problem is that quantum chips must be kept at low temperatures in machines that can produce extremely low temperatures called cryostats. The new laboratory permits the researchers to work more quickly.
"If we have a good idea, we want somebody on the team to be able to...get into that clean room and into one of these cryostats as fast as possible, so we can get lots of cycles of learning," Megrant said.
Words in This Story
quantum – adj. of, relating to, or using the principles of quantum theory
computation –n. an operation carried out by a computing device that is mathematical and digital in nature
commercial –adj. related to business activity
assumption –n. one of the basic conditions that is accepted in making a computation, but which might not exist in reality
cycle – n. a repeating series of events or actions
グーグル、量子コンピューティングの大問題に対する解決策を発表（和訳）
グーグルは最近、ウィローと呼ばれる新世代のプロセッサーでスーパーコンピューティングの大きな問題を解決したと発表しました。
マイクロソフトやインターナショナル・ビジネス・マシーンズ（IBM）といった他のテクノロジー企業とともに、アルファベットを親会社とするグーグルは量子コンピューティングに取り組んでいます。この新たな開発は、量子quantumコンピューティング・システムで問題となるミス、またはエラーを抑えながら、コンピューティングの速度を向上させることを約束するものです。
カリフォルニア州サンタバーバラの量子研究所の科学者たちは１２月９日、エラーの問題を少なくとも部分的に解決したと発表しました。同日、科学誌ネイチャーはエラー訂正に関する論文を発表しました。
グーグルによると、ウィロー・プロセッサーは、高速のスーパーコンピューターなら現在の宇宙の年齢よりも長い時間を要する計算computation を、５分未満で実行したといいます。
しかし、グーグルの研究者たちの研究は、まだ商業commercial 利用には至っていません。しかし、グーグルは量子コンピューターが、医療、電池化学、人工知能（AI）など、現在のコンピューターでは解決できない問題を解決する日が来ることを期待しています。
ウィロー・チップ
ウィロー・プロセッサー,チップは、"quantum bits” 略して“qubits”量子ビットと呼ばれるデータの単位で動作します。量子ビットは高速コンピューティングを可能にしますが、簡単にエラーを引き起こす可能性があります。グーグルの研究者たちは、量子ビットは宇宙空間で発生する素粒子の影響を受けるかもしれないという理論を持っています。
しかし、より多くの量子ビットをチップ上に配置すると、誤差が増大し、現在の通常のコンピューターチップと変わらなくなってしまう可能性があります。そのため、科学者たちは１９９０年代から量子エラー訂正に取り組んできました。
グーグルの量子AIグループを率いるハルトムート・ネヴェン氏によると、ウィローには１０５個の量子ビットがあると言います。
最近”ネイチャ”に掲載された論文の中で、グーグルの研究者たちは、ウィロー・チップの量子ビットを接続する方法を発見し、量子ビットの数が増えるにつれてエラー率が下がるようにしたと述べていています。ネヴェン氏はまた、ウィローは ”リアルタイム ”でエラーを修正できると言います。これは量子コンピューターの実用化に向けた重要な一歩です。
「我々は損益分岐点を過ぎました」とネヴェン氏はロイターに話します。彼はブログの投稿で、これは”エラー訂正が全体的に改善している ”という紛れもない兆候だと発言しています。
２０１９年、IBMはグーグルの量子チップが通常のコンピューターなら１万年かかる問題を解決したという主張に異議を唱えました。IBMは、コンピューターシステムの設計に関する異なる仮定assumptionsを用いれば、この問題は２日半で解決できると述べています。
グーグルはブログの投稿で、最新の見積もりにおいてこれらの懸念のいくつかを考慮したと言います。グーグル社によれば、最良の条件下でも、現在のコンピューターが同社の最新チップと同じ結果を得るには１０億年かかると言います。
グーグルの競合企業の中には、ウィローよりも多くの量子ビットを搭載したチップを製造しているところもあります。しかし、同じくグーグルの量子AIに携わるアンソニー・メグラント氏は、グーグルは可能な限り信頼性の高い量子ビットを作ろうとしているとロイターにはなしました。
グーグルは以前のチップをカリフォルニア大学サンタバーバラ校の共有ビルで製造していました。しかし、ウィローのチップのために、グーグルは独自の特別な研究所を建設しました。メグラント氏は、この新しい研究室は将来のチップの製造プロセスをスピードアップするだろうと言っています。
大きな問題のひとつは、量子チップをクライオスタットと呼ばれる極低温を作り出す機械で低温に保たなければならないことです。新しい研究室は、研究者たちがより迅速に作業できるようにします。
「良いアイデアが浮かんだら、チームの誰かがクリーンルームに入り、クライオスタットにできるだけ早く入ることができるようにしたいのです。」とメグラント氏は言いました。
