Sami pravděpodobně nikdy nebudete kvantový hardware používat, ale je velká šance, že budete mít prospěch z výzkumu, který by bez něj nemohl být dokončen. Jedničky a nuly konvenčních počítačů by nikdy nemohly dosáhnout takového druhu zpracování, jakého je kvantové počítání schopné.
Možnosti jsou neomezené, přesto je tu jedna důležitá překážka: Pokud lidé skutečně nemají přístup ke kvantovým počítačům, je tato technologie jen o málo víc než zajímavý vědecký projekt. Pokud počítačoví vědci, akademičtí výzkumníci a další nemají přístup k hardwaru, toto pole nikdy neudělá další krok vpřed.
Doporučená videa
Odpověď IBM na tento problém je a cloudová platforma IBM Q. Od spuštění programu v květnu 2016 poskytuje uživatelům způsob, jak využívat kvantové výpočty, aniž by měli přímý přístup ke kvantovému počítači.
Příbuzný
- Vědci právě dosáhli průlomu v oblasti kvantových počítačů
- Nový 127-qubitový procesor IBM je velkým průlomem v oblasti kvantových počítačů
- IBM staví největší kvantový počítač – a obří ledničku, do které ho umístí
Hardware sám o sobě nemusí být bohatý – ale díky IBM Q, je všudypřítomná.
Kvantové sestavení
Na přeplněné výstavní ploše jsem se setkal s Bobem Sutorem, viceprezidentem pro strategii a ekosystém IBM Q konferenci IBM Think v dubnu. Stáli jsme jen pár centimetrů od kryostatu, součásti složité architektury, která umožňuje kvantové výpočty.
„Skutečné kvantové zařízení, qubity, žijí v [kryostatu]. Ta je udržována velmi blízko k absolutní nule. 0,015 kelvinu. To je kousek nad absolutní nulou, kde se nic nehýbe."
"Skutečné kvantové zařízení, qubity, žijí tady," řekl mi Sutor a ukázal na malou přihrádku na základně struktury. "To je udržováno na velmi blízké absolutní nule." 0,015 kelvinu. To je kousek nad absolutní nulou, kde se nic nehýbe."
Chlazení je společným faktorem mnoha projektů kvantové výpočetní techniky z posledního desetiletí. Nízké teploty usnadňují udržování prostředí, kde může docházet k zamotání. Je to jedna z největších výzev, kterým vědci a inženýři pracující v této oblasti čelí: jak můžeme zajistit, aby okolní oblast byla dostatečně chladná, aby hardware fungoval tak, jak má.
Zatímco nejchladnější část kryostatu téměř dosahuje absolutní nuly, horní část konstrukce má relativně vlahé čtyři stupně Kelvina. Každá sekce se postupně ochlazuje shora dolů, což je proces, který zjevně trvá celkem 36 hodin. Sutor to označuje jako „oslavený destilační přístroj“, což odkazuje na způsob, jakým se helium používá k provádění destilačního procesu, který odvádí teplo.
Falešný hardware
Když se mnou Sutor mluví o tomto složitém hardwaru, uznává, že tento konkrétní příklad se ve skutečnosti nepoužívá k provádění výpočtů v rámci platformy IBM Q.
Říká mi, že qubity jsou falešné – „proč dávat jeden z našich nejmodernějších čipů do něčeho, co se jen tak potuluje?“ - a že samotný kryostat je o něco „robustnější“ než skutečný McCoy, aby bylo zajištěno, že se během lisování nerozpadne na kusy prohlídka.
"Proč dávat jeden z našich nejmodernějších žetonů do něčeho, co se jen tak potuluje?"
Kvantovým počítačům se věnujeme pro Digital Trends roky a stále bylo fascinující vidět hardware „v těle“, i když to byla ve skutečnosti jen replika. Ale skutečnost, že IBM cítí potřebu vláčet s sebou fyzickou reprezentaci svých kvantových snah, vypovídá o aktuálním stavu této technologie.
Po celá léta bylo kvantové počítání o něco víc než „co kdyby?“, které fascinovalo počítačové vědce. Pak to byl experiment. Nyní zaujímá podivnou zemi nikoho a nabízí přímý užitek pro výzkumníky ještě před příslibem a velký univerzální kvantový počítač byla splněna. To znamená, že je to stále relativně specializovaná technologie, i když IBM dělá vše pro to, aby byla přístupná.
Oblast kvantových počítačů se vyvíjí pozoruhodným tempem, ale k dosažení svého potenciálu zbývá ještě dlouhá cesta. Součástí výzvy je naprostý rozsah realizace těchto myšlenek.
Samotný koncept vyžadoval značné množství uzemnění v experimentální fyzice, jen aby se dostal ze země. Tato práce musela být podpořena technickými výkony – například stočenými dráty, které vidíte na obrázcích znázorňujících toto článek byly implementovány, aby se zabránilo rozbití hardwaru na kusy, když teploty klesnou a kov smlouvy. V současné době je zde skličující úkol vyvinout ekosystém kolem technologie.
Bylo zapotřebí společnosti s velkou silou IBM, aby přeměnila něco, co mohlo snadno skončit jako vědecký projekt, na technologii, která je funkční a praktická. Ale teď je to velký kus základní práce již byla dokončena, je zde zřetelné zaměření na to, jak tento hardware zpřístupnit, spolu s úsilím o postupná vylepšení.
Pracování z domova
"Před pár lety to byl fyzikální projekt," řekl Jerry Chow, manažer experimentální kvantové výpočetní skupiny IBM, v rozhovoru pro Digital Trends na konferenci Think. "Bylo to něco, co jste museli udělat v laboratoři." Umístění na web byl první krok.“
„Před [několika] lety to byl fyzikální projekt. Bylo to něco, co jste museli dělat v laboratoři. Umístění na web byl první krok.
Poznamenává, že součástí záměru vzdáleného přístupu nabízeného prostřednictvím platformy IBM Q bylo skrýt část základní fyziky. Uživatelé nemusí nutně vědět, k čemu přispívá proces chlazení – nebo jak funguje supravodivý procesor. Neschopnost plně porozumět inženýrství kvantového počítače není překážkou vstupu.
To se může zdát zřejmé, vzhledem k tomu, že většina z nás používá zařízení jako chytré telefony a notebooky na denní bázi bez znalosti toho, co se skrývá pod kapotou. Rozdíl je v tom, že operační kvantový hardware je ve srovnání neuvěřitelně vzácný.
Nedostatek financí nebo technické odbornosti může bránit skvělým výzkumníkům a vynikajícím studentům používat kvantový počítač k provádění důležité práce. IBM Q však zajišťuje, že i když tito jednotlivci mají cestu k hardwaru, který potřebují.
Nemluvíme zde o pouhém budoucím potenciálu. Chow mi říká, že 75 000 uživatelů provedlo více než 2,5 milionu experimentů na platformě IBM Q, přičemž výsledkem bylo asi 60 zveřejněných výzkumných prací. "Tam je papír z Japonska o zapletení 16 qubitů a jak byste to vlastně udělali,“ říká Sutor. "To je poprvé, co to někdo skutečně udělal na tomto typu stroje."
Když se myšlenka kvantových počítačů poprvé dostala do hlavního proudu, jednou z nejčastějších otázek lidí bylo, kdy mohou očekávat, že takový systém nahradí jejich PC. Odborníci odpověděli, že prozatím není jasné, zda tento typ hardwaru nabídne nějaké hmatatelné výhody oproti klasickým počítačům.
Neměli bychom tedy očekávat, že kvantový počítač uvidíme v každé domácí kanceláři – ale nyní se zdá, že v krátkodobém horizontu bychom ho neměli očekávat ani v každé počítačové laboratoři. V naší propojené době z toho vyplývá, že špičková technologie by nebyla masově zaváděna, dokud by nebyly odstraněny všechny chyby.
Povaha platformy IBM Q znamená, že získané poznatky lze velmi rychle proměnit ve zlepšení pro každého.
„Modelem spotřeby kvanta v blízké budoucnosti je tento typ cloudového přístupu,“ poznamenává Chow. Prozatím se zdá, že vzdálený přístup ke kvantovému hardwaru je nejúčinnějším přístupem.
IBM svěřuje svůj hardware do rukou lidí, kteří právě teď najdou praktické využití, a to je určitě utváří pokračující vývoj kvantových počítačů.
Povaha platformy IBM Q zároveň znamená, že získané poznatky lze velmi rychle proměnit ve vylepšení, která prospějí délce a šíři uživatelské základny.
Co má IBM z toho, že zpřístupní svůj hardware uživatelům, kteří by jinak nemohli pracovat s kvantovým počítačem? No, všechny poznatky z používání kvantového hardwaru by byly rozprostřeny do mnoha laboratoří. Ale díky IBM Q se nyní vše vrací do vlastního projektu. Nečekejte, že se pokrok v dohledné době zpomalí.
Doporučení redakce
- RTX 4090 je již vyprodána. Zde je návod, jak jej stále můžete získat
- Uvnitř britské laboratoře, která spojuje mozky s kvantovými počítači
- Výzkumníci vytvářejí „chybějící dílek skládačky“ při vývoji kvantových počítačů
- Seznamte se se Silq: První intuitivní programovací jazyk pro kvantové počítače
- Honeywell dělá skok od termostatů ke kvantovým počítačům
