Вероятно никога няма да използвате квантов хардуер сами, но има голям шанс да се възползвате от изследвания, които не биха могли да бъдат завършени без него. Единиците и нулите на конвенционалните компютри никога не биха могли да постигнат вида обработка, на който са способни квантовите изчисления.
Възможностите са неограничени, но има едно важно препятствие: ако хората всъщност нямат достъп до квантови компютри, технологията е малко повече от интригуващ научен проект. Ако компютърни учени, академични изследователи и други нямат достъп до хардуера, областта никога няма да направи следващата си стъпка напред.
Препоръчани видеоклипове
Отговорът на IBM на този проблем е a облачна платформа, наречена IBM Q. Откакто програмата стартира през май 2016 г., тя дава на потребителите начин да използват квантово изчисление, без да имат директен достъп до квантов компютър.
Свързани
- Учените току-що постигнаха пробив в квантовите изчисления
- Новият 127-кубитов процесор на IBM е голям пробив в квантовите изчисления
- IBM създава най-големия квантов компютър - и гигантски хладилник, в който да го поставите
Самият хардуер може да не е в изобилие - но благодарение на IBM Q, това е повсеместно.
Квантово изграждане
Срещнах Боб Сутор, вицепрезидент за стратегията и екосистемата на IBM Q, на претъпкан изложбен етаж в конференцията IBM Think през април. Стояхме на сантиметри от криостат, част от сложната архитектура, която прави квантовите изчисления възможни.
„Истинското квантово устройство, кубитите, живеят в [криостат]. Това се поддържа много близо до абсолютната нула. 0,015 келвина. Това е малко над абсолютната нула, където нищо не се движи.
„Същинското квантово устройство, кубитите, живее тук“, ми каза Сутор, сочейки малко отделение в основата на структурата. „Това се поддържа много близо до абсолютната нула. 0,015 келвина. Това е малко над абсолютната нула, където нищо не се движи.
Охлаждането е често срещан фактор сред много от проектите за квантови изчисления от последното десетилетие. Ниските температури улесняват поддържането на среда, в която може да възникне заплитане. Това е едно от най-големите предизвикателства, пред които са изправени учените и инженерите, работещи в тази област: как можем да направим околната среда достатъчно студена, за да може хардуерът да функционира по предназначение.
Докато най-студената част на криостата почти достига абсолютната нула, горната част на структурата е сравнително мека температура от четири градуса по Келвин. Всяка секция постепенно става по-студена отгоре надолу, процес, който очевидно отнема общо 36 часа. Sutor го нарича „прославен дестилатор“, имайки предвид начина, по който хелият се използва за извършване на процес на дестилация, който изхвърля топлината.
Фиктивен хардуер
Докато Sutor ми говори за този сложен хардуер, той признава, че този конкретен пример всъщност не се използва за извършване на изчисления като част от IBM Q платформата.
Той ми казва, че кюбитите са фалшиви – „защо да поставяме един от нашите най-съвременни чипове в нещо, което просто се скита наоколо?“ - и че самият криостат е малко по-здрав от истинския McCoy, за да се гарантира, че няма да се разпадне на парчета по време на пресоването обиколка.
„Защо да поставяме един от нашите най-съвременни чипове в нещо, което просто се скита наоколо?“
Ние покриваме квантовите изчисления за Digital Trends от години и все още беше очарователно да видим хардуера „в плът“, дори ако всъщност беше само реплика. Но фактът, че IBM изпитва необходимост да мъкне физическо представяне на своите квантови начинания, говори много за текущото състояние на тази технология.
Години наред квантовите изчисления бяха малко повече от „какво-ако?“, което очарова компютърните учени. Тогава беше експеримент. Сега той заема странна ничия земя, предлагайки пряка полза за изследователите дори преди обещанието за мащабен универсален квантов компютър е изпълнено. Въпреки това, това все още е относително нишова технология, въпреки че IBM прави всичко възможно, за да я направи достъпна.
Полето на квантовите изчисления се развива със забележителна скорост, но все още има дълъг път, преди да достигне своя потенциал. Част от предизвикателството е самият обхват на реализирането на тези идеи.
Самата концепция изискваше значително количество основания в експерименталната физика, само за да тръгне от земята. Тази работа трябваше да бъде подкрепена от инженерни подвизи – например навитите жици, които виждате на изображенията, илюстриращи това член са били внедрени, за да предотвратят разпадането на хардуера на парчета при падане на температурите и метала договори. В момента има трудната задача да се разработи екосистема около технологията.
Отне на компания с тежестта на IBM да превърне нещо, което лесно можеше да се превърне в научен проект, в технология, която е работеща и практична. Но сега това е голяма част от фундаменталната работа вече е завършен, има ясен фокус върху това как да направим този хардуер достъпен, заедно с усилията да продължим да правим постепенни подобрения.
Работя от вкъщи
„Преди няколко години това беше проект по физика“, каза Джери Чоу, мениджър на групата за експериментални квантови изчисления на IBM, говорейки пред Digital Trends на конференцията Think. „Беше нещо, за което трябваше да си в лаборатория. Поставянето му в мрежата беше първата стъпка.“
„Преди [няколко] години това беше проект по физика. Беше нещо, за което трябваше да си в лаборатория. Поставянето му в мрежата беше първата стъпка.
Той отбелязва, че част от намерението с отдалечения достъп, предлаган чрез платформата IBM Q, е да се скрие част от основната физика. Не е задължително потребителите да знаят какво допринася процесът на охлаждане или как работи свръхпроводящият процесор. Невъзможността да се разбере напълно инженерството на квантовия компютър не е пречка за навлизане.
Това може да изглежда очевидно, като се има предвид, че повечето от нас използват устройства като смартфони и лаптопи ежедневно, без да знаете какво има под капака. Разликата е, че работещият квантов хардуер е невероятно рядък за сравнение.
Липсата на финанси или техническа експертиза може да попречи на блестящи изследователи и изявени студенти да използват квантов компютър за извършване на важна работа. Но IBM Q гарантира, че дори и тези хора да имат път до необходимия им хардуер.
Тук не говорим просто за бъдещ потенциал. Чоу ми каза, че 75 000 потребители са провели над 2,5 милиона експеримента на платформата IBM Q, като в резултат на това са публикувани около 60 научни статии. „Има хартия от Япония върху заплитането на 16 кубита и как всъщност бихте направили това“, казва Сутор. „Това е първият път, когато някой наистина го е правил на такъв тип машина.“
Когато идеята за квантовите компютри за първи път се появи в мейнстрийма, един от най-често задаваните въпроси беше кога могат да очакват такава система да замени техния компютър. Експертите отговориха, че засега не е ясно дали този тип хардуер ще предложи някакви осезаеми предимства пред класическите компютри.
Така че не трябва да очакваме да видим квантов компютър във всеки домашен офис – но сега изглежда, че в краткосрочен план не трябва да очакваме да видим такъв във всяка лаборатория по компютърни науки. В нашата взаимосвързана ера следва, че авангардна технология няма да бъде въведена масово, докато не бъдат изгладени всички пречупвания.
Естеството на платформата IBM Q означава, че научените уроци могат да се превърнат в подобрения за всички много бързо.
„Моделът за консумация на квант в краткосрочен план е този тип достъп до облак“, отбелязва Чоу. За момента изглежда, че достъпът до квантовия хардуер от разстояние е най-ефективният подход.
IBM предоставя своя хардуер в ръцете на хора, които могат да намерят практическа употреба точно сега и това със сигурност ще оформи продължаваща еволюция на квантовите изчисления.
В същото време естеството на платформата IBM Q означава, че научените уроци могат да бъдат превърнати в подобрения, които са от полза за цялата потребителска база много бързо.
Какво печели IBM от предоставянето на своя хардуер на потребители, които иначе не биха могли да работят с квантов компютър? Е, цялото учене от използването на квантов хардуер би било разпръснато в множество лаборатории. Но благодарение на IBM Q, сега всичко се връща към собствен проект. Не очаквайте прогресът да се забави скоро.
Препоръки на редакторите
- RTX 4090 вече е разпродаден. Ето как все още можете да получите такъв
- Вътре в лабораторията на Обединеното кралство, която свързва мозъци с квантови компютри
- Изследователите създават „липсваща част от мозайката“ в развитието на квантовите изчисления
- Запознайте се със Silq: Първият интуитивен език за програмиране за квантови компютри
- Honeywell прави скок от термостати към квантови компютри
