Video: Quantum Computing: Untangling the Hype (Oktober 2024)
Ingeniører har snakket om kvanteberegning - muligheten til å gjøre databehandling på biter som viser kvanteforvikling og dermed potensielt kan være av og på på samme tid - i flere tiår. I løpet av de siste årene har dette løftet kommet nærmere virkeligheten som et resultat av utviklingen av kvanteutglødningssystemer som de som er produsert av D-Wave, og den generelle kvanteprosessoren utvikles av selskaper som IBM og Intel, og forsøker å lage ny programmering språk designet for kvanteberegning.
På CES tidligere denne måneden kunngjorde Intel at det hadde et system med 49 qubits - eller biter som har eksistert i en kvantetilstand - i et partnerskap med Nederland-baserte Qutech. Dette nye systemet, kalt Tangle Lake, er et stort steg opp fra bare to måneder siden, da selskapet kunngjorde et 17-qubit-system.
Men jeg var mer interessert i å se IBMs visning av fremdriften for kvanteberegning, ettersom selskapet nylig hadde kunngjort et 50-kBbit-system, og kanskje enda viktigere, har noen generelle datamengdeenheter som kundene faktisk kan bruke.
På utstillingen presenterte Jeff Welser, visepresident og laboratoriesjef for IBM Research Lab på Almaden (nær San Jose), kvantedatamaskinen og beskrev det grunnleggende systemet. Selve datamaskinen er relativt liten, men kjølesystemene som kreves for å få den til å fungere er enorme; den trenger faktisk et rom fullt av kjøleenheter, med vakuumpumper og kjøleskap med flytende helium for å få temperaturen ned til 10 til 15 millikelvin, noe som er kaldere enn til og med ytre rom (som gjennomsnitt er omtrent 3 kelvin).
Det som faktisk er tilgjengelig for utviklere og forskere akkurat nå er en 16-qubit versjon av maskinen som er tilgjengelig via et nettsted, samt en 20-qubit versjon som spesifikke kunder kan bruke, inkludert partnere som JSR og Hitachi Metals. Disse systemene ligger faktisk på IBMs forskningsanlegg i Yorktown Heights, NY. 50-kBbit-versjonen forventes å være tilgjengelig for partnere senere i år.
Det er ikke bare antall qubits som betyr noe, sa Welser, men hvor lang tid systemet er i "sammenheng" for å generere resultater. I praksis, sa han, kjører du de samme beregningene flere ganger og gjennomsnitter resultatene. Kombinasjonen av antall qubits, antall samtidige forviklinger og feilraten skaper "kvantvolumet" som virkelig er viktig for å løse problemer.
Welser sa at han trodde at med et system på 50-100 kBbit, vil brukerne kunne gjøre ting som ikke er mulig med konvensjonelle datamaskiner.
Welser sa at den første virkelige applikasjonen sannsynligvis vil være materialanalyse ved bruk av kvantekjemi, og spesielt simulering av forskjellige typer polymerer og nye legeringer. Det er fordi du kan simulere vekt, styrke og andre egenskaper, som tidligere var en innsats som innebar mye prøving og feiling.
Andre mulige applikasjoner for systemer med begrenset antall qubits inkluderer dyp læring, fordi feilretting ikke er like viktig.
Du hører ofte om hvordan kvanteberegning kan ødelegge mange av dagens krypteringsalgoritmer. Welser erkjenner at det kan være tilfelle, men sa at du ville trenge et millionkvbit-system for å gjøre det, noe som betyr at dette ikke vil være et reelt problem på mange år. (I mellomtiden jobber mange organisasjoner med å distribuere algoritmer som ikke vil bli berørt; håpet er at disse nye algoritmene vil være på plass før kvantemaskinene er klare.)
Kvanteberegning er ikke den typen ting som vil påvirke de fleste organisasjoner i årevis, men presentasjonen ga et interessant glimt inn i noen spesifikke applikasjoner som snart vil være mulig, samt en mulig fremtid for mer generell databehandling.
Her er en plakat som forklarer hvordan hele systemet fungerer.
