گوگل اعلام کرده که با استفاده از تراشه کوانتومی Willow، موفق به انجام تحقیقاتی نوآورانه شده که نشان می‌دهد کامپیوترهای کوانتومی در آینده‌ای نزدیک می‌توانند کاربردهای واقعی و عملی داشته باشند. این شرکت در مقاله‌ای که در نشریه Nature منتشر شده، الگوریتم جدیدی به نام “پژواک کوانتومی” (Quantum Echoes) معرفی کرده است که به‌عنوان نخستین نمونه تأییدشده از “برتری کوانتومی” در اجرای الگوریتم OTOC (Out-of-Order Time Correlator) شناخته می‌شود.
یکی از اصول بنیادین رایانش کوانتومی این است که سیستم‌هایی مبتنی بر کیوبیت‌ها (که برخلاف بیت‌های کلاسیک می‌توانند هم‌زمان چند حالت را نمایش دهند) می‌توانند درک ما از سامانه‌های کوانتومی را به‌طور چشمگیری افزایش دهند. گوگل معتقد است الگوریتم جدیدش گواهی بر این فرضیه است. الگوریتم پژواک کوانتومی قادر است نحوه تعامل بخش‌های مختلف یک سامانه کوانتومی را به‌گونه‌ای نمایش دهد که توسط سایر کامپیوترهای کوانتومی قابل تکرار باشد. این الگوریتم “13000 برابر سریع‌تر” از بهترین الگوریتم کلاسیک روی یکی از سریع‌ترین ابررایانه‌های جهان اجرا شده است.
نام “Echoes” از عملکرد این الگوریتم الهام گرفته شده است: گوگل سیگنالی دقیق و طراحی‌شده را به سامانه کوانتومی خود (کیوبیت‌های روی تراشه Willow) ارسال می‌کند، سپس یکی از کیوبیت‌ها را مختل کرده و روند تحول سیگنال را به‌طور دقیق معکوس می‌کند تا پژواک بازگشتی را دریافت کند. این پژواک با «تداخل سازنده» امواج کوانتومی تقویت شده و اندازه‌گیری نهایی بسیار حساس خواهد بود.
این حساسیت بالا نشان می‌دهد که رایانه‌های کوانتومی می‌توانند ابزارهایی مهم برای مدل‌سازی پدیده‌هایی مانند تعامل ذرات یا ساختار مولکول‌ها باشند. در همکاری با دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، گوگل الگوریتم پژواک کوانتومی را برای مطالعه دو مولکول مختلف به کار گرفت و نتایج را با روش طیف‌سنجی تشدید مغناطیسی هسته‌ای (NMR) مقایسه کرد. نتایج هر دو روش با یکدیگر مطابقت داشتند، اما الگوریتم گوگل حتی “اطلاعاتی فراتر از آنچه معمولاً از طریق NMR به دست می‌آید” را آشکار ساخت.
در بلندمدت، رایانه‌های کوانتومی در مقیاس کامل می‌توانند در حوزه‌هایی مانند کشف دارو، توسعه مواد جدید برای باتری‌ها و مدل‌سازی پیچیده سامانه‌های فیزیکی به کار گرفته شوند. با این حال، گوگل معتقد است که پژوهش اخیر درباره الگوریتم پژواک کوانتومی نشان می‌دهد کاربردهای عملی کامپیوترهای کوانتومی ممکن است ظرف پنج سال آینده محقق شوند.
