Video: Quantum Computing: Untangling the Hype (Oktober 2024)
Ingeniører har talt om kvanteberegning - evnen til at udføre computing på bit, der viser kvanteforvikling og således potentielt kan være tændt og slukket på samme tid - i årtier. I løbet af de seneste år er dette løfte blevet tættere på virkeligheden som et resultat af udviklingen af kvanteudglødningssystemer som dem, der er fremstillet af D-Wave, og de generelle formålsprocessorer, der er udviklet af virksomheder som IBM og Intel, og forsøger at skabe ny programmering sprog designet til kvanteberegning.
På CES tidligere denne måned meddelte Intel, at det havde et system med 49 qubits - eller bits, der har eksisteret i en kvantetilstand - i et partnerskab med hollandske-baserede Qutech. Dette nye system, kaldet Tangle Lake, er et stort skridt op fra for kun to måneder siden, da virksomheden annoncerede et 17-qubit-system.
Men jeg var mere interesseret i at se IBM's visning af dens fremskridt med kvanteberegning, da virksomheden for nylig havde annonceret et 50-qubit-system, og måske endnu vigtigere, har nogle generelle kvante-computerenheder, som dens kunder faktisk kan bruge.
Under udstillingen præsenterede Jeff Welser, vicepræsident og lab direktør for IBM Research Lab i Almaden (nær San Jose) kvantecomputeren og beskrev det basale system. Selve computeren er relativt lille, men de kølesystemer, der kræves for at få den til at fungere, er enorme; det har faktisk brug for et rum, der er fuldt af køleenheder, med vakuumpumper og køleskabe med flydende helium for at få temperaturen ned til 10 til 15 millikelvin, hvilket er koldere end endda ydre rum (som gennemsnitligt ca. 3 kelvin).
Hvad der faktisk er tilgængeligt for udviklere og forskere lige nu er en 16-qubit version af maskinen, der er tilgængelig via et websted, samt en 20-qubit version, som specifikke kunder kan bruge, herunder partnere som JSR og Hitachi Metals. Disse systemer er faktisk til huse på IBMs forskningsfacilitet i Yorktown Heights, NY. 50-qubit-versionen forventes at være tilgængelig for partnere senere på året.
Det er ikke kun antallet af qubits, der betyder noget, sagde Welser, men hvor lang tid systemet er i "sammenhæng" for at generere resultater. I praksis, sagde han, kører du de samme beregninger flere gange og gennemsnit resultaterne. Kombinationen af antallet af qubits, antallet af samtidige sammenfiltringer og fejlhastigheden skaber det "kvantevolumen", der virkelig er vigtigt for at løse problemer.
Welser sagde, at han troede, at med et 50-100 qubit-system vil brugerne være i stand til at gøre ting, der ikke er muligt med konventionelle computere.
Welser sagde, at den første virkelige anvendelse sandsynligvis vil være materialeanalyse ved hjælp af kvantekemi, og især simulering af forskellige slags polymerer og nye legeringer. Det skyldes, at du kan simulere vægt, styrke og andre egenskaber, som tidligere var en indsats, der involverede en masse prøve og fejl.
Andre mulige applikationer til systemer med et begrænset antal qubits inkluderer dyb læring, fordi fejlkorrektion ikke er lige så vigtig.
Man hører ofte om, hvordan kvanteberegning kan ødelægge mange af dagens krypteringsalgoritmer. Welser anerkender, at dette kan være tilfældet, men sagde, at du ville have brug for et millionkvbit-system for at gøre det, hvilket betyder, at dette ikke vil være et reelt problem i mange år. (I mellemtiden arbejder masser af organisationer med at implementere algoritmer, der ikke vil blive berørt; håbet er, at disse nye algoritmer vil være på plads, før kvantecomputere er klar.)
Kvanteberegning er ikke den slags ting, der vil have indflydelse på de fleste organisationer i årevis, men præsentationen bød på et interessant glimt af nogle specifikke applikationer, der snart vil være mulig, samt en mulig fremtid for mere generel computing.
Her er en plakat, der forklarer, hvordan det fulde system fungerer.
