Združenje za informatiko in telekomunikacije

Novice


 


Google Willow chip

1. Kaj je dosežek? 

Willow je majhen kvadratni čip, približno velikosti človeške nohta. Na površini čipa je 105 superconducting transmon qubitov, razporejenih v pravokotno mrežo. Vsak qubit je mikroskopski električni tokokrog, hlajen na temperature blizu absolutne ničle (millikelvin) – hladneje kot medzvezdni prostor. Ta ekstremna temperatura je potrebna, da qubiti ohranijo kvantno stanje brez motenj iz okolja. Čip deluje v specializiranem hladilniku (dilution refrigerator) in je povezan s kontrolnimi sistemi za microwave pulze. 

2. Zakaj je to tehnološki dosežek? 

Prebojni tehnološki dosežek mora izpolnjevati tri pogoje: 

Pogoj 1: Premaga fundamentalno oviro 

Fundamentalna ovira je fizikalna ali teoretična meja, ki ni rešljiva z inkrementalnimi izboljšavami. Ne gre za inženirski izziv (večja investicija, boljši materiali), temveč za mejo, ki zahteva novo paradigmo ali znanstveni preboj.  Zakaj Willow izpolnjuje ta pogoj: Trideset let je kvantno računalništvo trčilo ob isti zid, kjer več qubitov pomeni več računske moči, a hkrati tudi več napak. To ni bil inženirski problem, temveč fizikalna meja, ki je blokirala razvoj. Willow je prvi sistem, ki to fizikalno mejo premaga z obratom logike. Ko testirajo 3×3, 5×5 in 7×7 mreže qubitov, vsakič napake razpolovijo, kar pomeni, da več qubitov zdaj pomeni manj napak. To je "below threshold" mejnik – eksponentna redukcija napak pri večanju sistema. Prej ni bilo mogoče zgraditi velikega kvantnega računalnika, zdaj je to postalo možno. 

Pogoj 2: Odpira nove možnosti, ki prej niso obstajale 

Nova možnost ni hitrejše ali cenejše izvajanje obstoječih funkcij, temveč zmogljivost, ki prej ni bila dosegljiva z nobeno tehnologijo. Omogoča reševanje problemov, ki so bili prej teoretično ali praktično nerešljivi.

Zakaj Willow izpolnjuje ta pogoj: Willow rešuje probleme, ki jih najhitrejši superračunalnik ne more rešiti v življenjski dobi človeka. Na primeru Random Circuit Sampling naloge bi superračunalnik potreboval 10 septilijonov let (10²⁵), medtem ko Willow isto nalogo reši v 5 minutah. To ni hitrejše računanje, temveč računanje, ki prej sploh ni bilo mogoče. S tem odpira celotne raziskovalne domene, kot so simulacija kvantnih sistemov (molekul, materialov), optimizacijski problemi, ki so nedosegljivi klasičnim računalnikom, in post-kvantna kriptografija. To niso izboljšave obstoječih zmogljivosti, temveč popolnoma nove zmogljivosti. 

Pogoj 3: Ima dokazljiv, merljiv vpliv 

Dokazljiv vpliv pomeni verificirane rezultate v realnem sistemu, ne simulacije ali teoretične napovedi. Merljiv vpliv zahteva kvantitativne pokazatelje – znanstvene publikacije v vrhunskih revijah, industrijske investicije, prvi prototipi realnih aplikacij.  

Zakaj Willow izpolnjuje ta pogoj: Znanstveni dokaz je verificiran z dvema objavama v Nature. V decembru 2024 je bila objavljena študija o error correction below threshold, oktobra 2025 pa študija o Quantum Echoes algoritmu, ki predstavlja prvi verifikabilni dokaz kvantne prednosti. Willow rešuje realen problem – analizo molekularne strukture (15 in 28 atomov) za razvoj zdravil, in to 13.000-krat hitreje kot superračunalnik. Rezultat je ponovljiv in verificiran. Industrijski vpliv je merljiv z investicijami: v prvih 9 mesecih 2025 je bilo v kvantno računalništvo vloženih 3,77 milijard dolarjev, kar je trikrat več kot v celotnem letu 2024. Državne investicije so dosegle 10 milijard dolarjev, delnice kvantnih podjetij pa so narasle za 3000 odstotkov. To so kvantitativni pokazatelji prehoda iz laboratorija v industrijo. 

3. Spillover efekt – zakaj največ? 

Prvi razlog: Horizontalna uporabnost. Kvantno računalništvo ni vertikalna tehnologija, omejena na eno industrijo. Je računska platforma, ki omogoča reševanje problemov v vsaki industriji, kjer klasični računalniki dosegajo meje. To pomeni, da en preboj (Willow) sproži verižne reakcije v: farmaciji (simulacija molekul), materialih (dizajn baterij, superprevodnikov), kriptografiji (celoten internetni security stack), finančnih trgih (portfolio optimizacija), energiji (fuzijski reaktorji), umetni inteligenci (kvantni ML algoritmi), logistiki (optimizacija dobavnih verig). Nobena druga tehnologija 2025 nima te širine vpliva. 

Drugi razlog: Sistemski prehod. Willow ne izboljšuje obstoječih procesov, temveč odpira nove. Ko farmacevtska industrija dobi dostop do kvantne simulacije, ne dela istih stvari hitreje – dela nove stvari, ki prej niso bile mogoče. Dizajnira molekule, ki jih brez kvantne simulacije ne bi nikoli odkrila. To pomeni, da vsaka industrija, ki dobi dostop do kvantnega računalništva, ne optimizira obstoječih procesov, temveč iznajde nove produkte, storitve, poslovne modele. To je multiplikativni efekt, ne aditivni. 

Tretji razlog: Časovna urgentnost. Willow ne odpira možnosti za prihodnost – odpira jih zdaj. Post-kvantna kriptografija ni teoretična potreba za leto 2035, je praktična nujnost za leto 2026. Vsaka organizacija, ki hrani občutljive podatke (banke, vlade, bolnišnice), mora že danes implementirati kvantno-varne algoritme, ker se podatki, ki so danes šifrirani, lahko shranijo in dešifrirajo, ko bodo kvantni računalniki dovolj zmogljivi. To se imenuje "harvest now, decrypt later" napad. Willow je prvi kvantni računalnik, ki dokazuje, da je ta scenarij realen. To pomeni, da celotna globalna digitalna infrastruktura mora biti nadgrajena v naslednjih 3-5 letih. $65 milijard trg post-kvantne kriptografije do 2030 ni projekcija – je nujnost. To je trenutni, ne prihodnji spillover. 

4. Investicije kot dokaz resnosti

Investicije kot dokaz resnosti: 

  • 3,77 milijard $ equity funding v kvantno računalništvo (prvih 9 mesecev 2025) – 3x več kot celotno leto 2024 
  • 10 milijard $ državne investicije do aprila 2025 
  • +3000% rast delnic kvantnih podjetij (IonQ, Rigetti, D-Wave) v letu 2025 

Willow ni le inženirski dosežek – je prelomnica, ki odpira novo računalniško paradigmo. Ko je Google leta 2019 z Sycamore chipom dosegel "kvantno premoč" (10.000 let → 200 sekund), so skeptiki opozarjali na napake. Willow je te skeptike umaknil. 30-letni problem je rešen. Kvantno računalništvo ni več znanstvena fantastika – je inženirska realnost. 

Viri: 

  • Nature (December 2024): "Quantum error correction below the surface code threshold" 
  • Google Research Blog (October 2025): "Quantum Echoes algorithm" 
  • SpinQ Research (2025): Quantum computing investment report 
  • Nobel Prize 2025: Physics – Superconducting Quantum Circuits 

Fotogalerija