Kvantové výpočty sa pripravujú na svoje prvé skutočné aplikácie

Inžinieri hovoria o kvantovom výpočte - o schopnosti robiť výpočty na bitoch, ktoré vykazujú kvantové zapletenie, a teda potenciálne môžu byť zapnuté a vypnuté súčasne - po celé desaťročia. V posledných rokoch sa tento sľub priblížil realite v dôsledku vývoja systémov kvantového žíhania, ako sú systémy vyrábané spoločnosťou D-Wave, kvantových procesorov pre všeobecné použitie vyvíjaných spoločnosťami ako IBM a Intel a pokusov o vytvorenie nového programovania. jazyky určené na kvantové výpočty.

Začiatkom tohto mesiaca spoločnosť Intel oznámila, že má v spolupráci s Qutechom so sídlom v Holandsku systém so 49 bitmi - alebo bitmi, ktoré existujú v kvantovom štáte. Tento nový systém s názvom Tangle Lake je veľkým krokom z obdobia pred dvoma mesiacmi, keď spoločnosť oznámila 17-bitový systém.

Zaujímalo ma však viac o to, ako spoločnosť IBM zaznamenala svoj pokrok v oblasti kvantového výpočtu, pretože spoločnosť nedávno ohlásila systém s veľkosťou 50 bitov, a čo je možno dôležitejšie, má niekoľko všeobecných zariadení s kvantovým výpočtom, ktoré môžu jeho zákazníci skutočne použiť.

Na výstave predstavil Jeff Welser, viceprezident a riaditeľ laboratória výskumného laboratória IBM v Almadene (neďaleko San Jose), kvantový počítač a opísal základný systém. Samotný počítač je pomerne malý, ale chladiace systémy potrebné na jeho fungovanie sú obrovské; v skutočnosti potrebuje miestnosť plnú chladiacich jednotiek, s vákuovými čerpadlami a chladničkami s tekutým héliom, aby sa teplota znížila na 10 až 15 milikelvínov, čo je chladnejšie ako vo vonkajšom priestore (ktorý je v priemere asi 3 kelviny).

Vývojárom a výskumným pracovníkom, ktorí sú v súčasnosti k dispozícii, je 16-bitová verzia stroja, ktorá je prístupná prostredníctvom webovej stránky, ako aj 20-bitová verzia, ktorú môžu konkrétni zákazníci použiť, vrátane partnerov, ako sú JSR a Hitachi Metals. Tieto systémy sú vlastne umiestnené vo výskumnom zariadení IBM v Yorktown Heights, NY. Očakáva sa, že partnerská verzia bude k dispozícii koncom tohto roka.

Welser povedal, že nie je dôležitý iba počet qubitov, ale aj to, ako dlho je systém v „koherencii“ na generovanie výsledkov. V praxi povedal, že rovnaké výpočty vykonávate viackrát a priemerujete výsledky. Kombinácia počtu qubitov, počtu simultánnych zapletení a chybovosti vytvára „kvantový objem“, ktorý je skutočne dôležitý pre riešenie problémov.

Welser povedal, že verí, že s 50 - 100 bitovým systémom budú môcť používatelia robiť veci, ktoré nie sú možné s konvenčnými počítačmi.

Welser uviedol, že prvou skutočnou aplikáciou bude pravdepodobne analýza materiálov pomocou kvantovej chémie, a najmä simulácia rôznych druhov polymérov a nových zliatin. Je to preto, že môžete simulovať hmotnosť, silu a ďalšie vlastnosti, čo bolo predtým úsilie, ktoré vyžadovalo veľa pokusov a omylov.

Medzi ďalšie možné aplikácie pre systémy s obmedzeným počtom qubits patrí hlboké učenie, pretože oprava chýb nie je tak dôležitá.

Často počúvate o tom, ako kvantové výpočty môžu zlomiť mnohé z dnešných šifrovacích algoritmov. Welser pripúšťa, že to tak môže byť, ale povedal, že na to budete potrebovať miliónbitový systém, čo znamená, že to nebude po mnoho rokov skutočný problém. (Medzitým veľa organizácií pracuje na zavedení algoritmov, ktoré nebudú ovplyvnené; dúfame, že tieto nové algoritmy budú zavedené skôr, ako budú pripravené kvantové počítače.)

Kvantové výpočty nie sú také veci, ktoré ovplyvnia väčšinu organizácií celé roky, ale prezentácia ponúkla zaujímavý pohľad na niektoré konkrétne aplikácie, ktoré budú čoskoro možné, ako aj možnú budúcnosť pre všeobecnejšie výpočty.

Tu je plagát vysvetľujúci, ako funguje celý systém.