تراشه کوانتومی گوگل به‌نام ویلو با عملکرد خیره‌کننده معرفی شد تا ابرکامپیوترهای فعلی را از رده خارج کند.
تراشه ویلو گامی برجسته در مسیری است که بیش‌از یک دهه پیش آغاز شد. هنگامی‌که در سال ۲۰۱۲ گوگل کوانتوم ای‌آی را تاسیس شد، چشم‌انداز اصلی ساخت یک کامپیوتر کوانتومی مفید و مقیاس‌پذیر بود که قادر به‌استفاده از مکانیک کوانتومی برای پیشبرد کشفیات علمی، توسعه کاربردهای سودمند و حل برخی از بزرگ‌ترین چالش‌های اجتماعی بود. امروز، ویلو به‌شکل چشم‌گیری به‌سمت کاربردهای تجاری معتبر هدایت می‌شود و مهندسان گوگل را در مسیر دستیابی به هدف اولیه پیش می‌برد.
مهم‌ترین چالش در محاسبات کوانتومی، خطاها هستند. کیوبیت‌ها، واحدهای محاسباتی در سیستم‌های کوانتومی، به‌صورت طبیعی تمایل دارند که اطلاعات‌شان را به‌سرعت با محیط اطراف مبادله کنند که این امر حفاظت از اطلاعات ضروری برای انجام محاسبات را دشوار می‌سازد. به‌‌صورت‌کلی، با افزایش تعداد کیوبیت‌ها، احتمال بروز خطاها افزایش می‌یابد و سیستم به‌تدریج به یک سیستم کلاسیکی تبدیل می‌شود.
نتایج جدید منتشرشده ازسوی کمپانی گوگل نشان می‌دهد که با افزایش تعداد کیوبیت‌ها در تراشه ویلو، علاوه‌بر کاهش خطاها، سیستم به‌صورت چشم‌گیری به‌حالت کوانتومی نزدیک‌تر می‌شود. با استفاده از پیشرفت‌های جدید در تصحیح خطای کوانتومی، موفق شدیم نرخ خطا را به‌طور تصاعدی کاهش دهیم. این دستاورد که در اصطلاح علمی به «زیر آستانه» شناخته می‌شود، بیانگر پیشرفت قابل‌توجه در تصحیح خطا است و به‌ویژه پس از معرفی مفهوم تصحیح خطا توسط پیتر شور در سال ۱۹۹۵، همچنان چالشی اساسی در این حوزه محسوب می‌شود.
علاوه‌براین، ویلو یکی از نخستین نمونه‌های تجربی تصحیح خطای زمان‌بندی واقعی در یک سیستم کوانتومی ابررسانا است. ویژگی یادشده برای هرنوع محاسبه کاربردی حیاتی است، چراکه اگر قادر به‌تصحیح خطاها در زمان مناسب نباشیم، محاسبه قبل از تکمیل به‌صورت کامل با شکست مواجه می‌شود. همچنین، ویلو با اثبات یک «beyond breakeven» نشان داده که طول عمر آرایه‌های کیوبیت آن از عمر کیوبیت‌های فیزیکی فردی بیشتر است که نشان‌دهنده بهبود چشمگیر در کارایی کلی سیستم است.
تراشه ویلو با ۱۰۵ کیوبیت، درمقایسه‌با سایر سیستم‌ها، بهترین عملکرد را در دو معیار کلیدی تصحیح خطای کوانتومی و نمونه‌گیری مدار تصادفی (RCS) به‌نمایش گذاشته است. این معیارها به‌عنوان استانداردهایی معتبر برای ارزیابی عملکرد کلی سیستم‌های کوانتومی شناخته می‌شوند. نتایج تراشه ویلو در معیار RCS شگفت‌آور است؛ این سیستم محاسبه‌ای را در کمتر از پنج دقیقه انجام داد که انجام آن روی سریع‌ترین ابرکامپیوترهای کنونی ۱۰ سپتیلیون سال به‌طول می‌انجامید. این تفاوت زمانی چشمگیر، نمایانگر ظرفیت بی‌نظیر محاسبات کوانتومی است که ازنظر فیزیکی به مقیاس‌های زمانی خارج از درک کلاسیکی می‌انجامد.
ویلو در تاسیسات جدید و پیشرفته در سانتا باربارا ساخته شده؛ یکی از معدود مراکز تحقیقاتی در جهان که برای تولید تراشه‌های کوانتومی طراحی شده‌اند. مهندسی سیستم در طراحی و ساخت این تراشه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. تمام اجزای یک تراشه از جمله دروازه‌های تک‌کیوبیت و دوکیوبیت، تنظیم مجدد کیوبیت‌ها و خواندن داده‌ها باید به‌صورت هم‌زمان مهندسی و یک‌پارچه شوند تا عملکرد کلی سیستم بهینه باشد. در نتیجه، حداکثر عملکرد سیستم روی تمام جنبه‌های فرآیند تولید، از معماری تراشه و ساخت آن گرفته تا توسعه دروازه‌ها و کالیبراسیون تاثیر می‌گذارد.
هدف آینده محاسبات کوانتومی دستیابی به الگوریتم‌های کاربردی و فراتر از توان محاسبات کلاسیکی است که قادر به‌حل مسائل دنیای واقعی و چالش‌های پیچیده تجاری باشند. دراین‌راستا، گوگل می‌گوید به‌دنبال توسعه الگوریتم‌هایی هستند که بتوانند مسائلی همچون کشف داروهای جدید، طراحی باتری‌های کارآمدتر و پیشبرد انرژی‌های نو را حل کنند؛ مسائلی که به‌هیچ‌وجه قابل حل با کامپیوترهای کلاسیکی نیستند.
گوگل محققان، مهندسان و توسعه‌دهندگان را به پیوستن به این مسیر دعوت می‌کنیم و از آن‌ها می‌خواهیم که در توسعه الگوریتم‌های کوانتومی که قادر به حل چالش‌های آینده هستند، مشارکت کنند. به‌باور گوگل، نسل ویلو نقش اساسی در تبدیل محاسبات کوانتومی به ابزاری ضروری برای حل مسائل پیچیده علمی و تجاری خواهد داشت.
