Du vil sandsynligvis aldrig selv bruge kvantehardware, men der er en stor chance for, at du vil drage fordel af forskning, der ikke kunne have været gennemført uden den. Eterne og nullerne for konventionelle computere kunne aldrig opnå den form for behandling, kvantecomputere er i stand til.
Mulighederne er ubegrænsede, men alligevel er der én vigtig hindring: Hvis folk faktisk ikke har adgang til kvantecomputere, er teknologien lidt mere end et spændende videnskabeligt projekt. Hvis dataloger, akademiske forskere og andre ikke har adgang til hardwaren, vil feltet aldrig tage sit næste skridt fremad.
Anbefalede videoer
IBMs svar på dette problem er en cloud-platform kaldet IBM Q. Siden programmet blev lanceret i maj 2016, har det givet brugerne en måde at bruge kvanteberegning uden at have direkte adgang til en kvantecomputer.
Relaterede
- Forskere har netop opnået et gennembrud inden for kvanteberegning
- IBMs nye 127-qubit-processor er et stort gennembrud inden for kvanteberegning
- IBM bygger den største kvantecomputer - og et kæmpe køleskab til at sætte den i
Hardwaren i sig selv er måske ikke rigelig - men takket være IBM Q, det er allestedsnærværende.
Kvantebyggeri
Jeg mødte Bob Sutor, vicepræsident for IBM Q-strategi og økosystem på et overfyldt udstillingsgulv kl IBM Think-konferencen i april. Vi stod centimeter væk fra en kryostat, en del af den komplekse arkitektur, der gør kvanteberegning mulig.
"Den faktiske kvanteanordning, qubits, lever i [en kryostat]. Dette holdes meget tæt på det absolutte nul. 0,015 kelvin. Det er en lille smule over det absolutte nulpunkt, hvor intet bevæger sig."
"Den faktiske kvanteanordning, qubits, bor herinde," fortalte Sutor mig og pegede på et lille rum i bunden af strukturen. "Dette holdes på meget tæt på det absolutte nul. 0,015 kelvin. Det er en lille smule over det absolutte nulpunkt, hvor intet bevæger sig."
Køling er en fælles faktor blandt mange af kvanteberegningsprojekterne fra det sidste årti. Lave temperaturer gør det nemt at opretholde et miljø, hvor sammenfiltring kan finde sted. Det er en af de største udfordringer, som videnskabsmænd og ingeniører, der arbejder inden for dette felt, står over for: Hvordan kan vi gøre det omkringliggende område koldt nok til, at hardwaren fungerer efter hensigten.
Mens den koldeste del af kryostaten næsten når det absolutte nulpunkt, er toppen af strukturen relativt milde fire grader kelvin. Hver sektion bliver gradvist koldere fra top til bund, en proces, der tilsyneladende tager i alt 36 timer. Sutor refererer til det som en "glorificeret destillations" med henvisning til den måde, hvorpå helium bruges til at udføre en destillationsproces, der skyller varmen ud.
Dummy hardware
Mens Sutor taler til mig om denne komplekse hardware, erkender han, at dette særlige eksempel faktisk ikke bruges til at køre beregninger som en del af IBM Q-platformen.
Han fortæller mig, at qubits er falske - "hvorfor putte en af vores topmoderne chips i noget, der bare vandrer rundt?" – og at selve kryostaten er lidt mere "robust" end den rigtige McCoy, for at sikre at den ikke falder i stykker under dens tryk tur.
"Hvorfor putte en af vores topmoderne chips i noget, der bare vandrer rundt?"
Vi har dækket quantum computing for Digital Trends i årevis, og det var stadig fascinerende at se hardwaren 'in the flesh', selvom det faktisk kun var en replika. Men det faktum, at IBM føler behov for at slæbe rundt på en fysisk repræsentation af sine kvantebestræbelser, taler meget om den nuværende status for denne teknologi.
I årevis var kvanteberegning lidt mere end et "hvad-hvis?", der fascinerede dataloger. Så var det et eksperiment. Nu indtager det et mærkeligt ingenmandsland, og tilbyder direkte nytte for forskere, selv før løftet om en storstilet universel kvantecomputer er blevet opfyldt. Når det er sagt, er det stadig en relativt nicheteknologi, selvom IBM gør sit yderste for at gøre den tilgængelig.
Kvanteberegningsområdet udvikler sig med en bemærkelsesværdig hastighed, men der er stadig lang vej igen, før det når sit potentiale. En del af udfordringen er det store omfang af at bringe disse ideer til virkelighed.
Konceptet i sig selv krævede en betydelig mængde jordforbindelse i eksperimentel fysik bare for at komme fra jorden. Dette arbejde skulle opretholdes af ingeniørbedrifter - for eksempel de oprullede ledninger, du ser på billederne, der illustrerer dette artiklen blev implementeret for at forhindre hardwaren i at bryde sig selv i stykker, når temperaturen falder og metallet kontrakter. I øjeblikket er der den skræmmende opgave at udvikle et økosystem omkring teknologien.
Det tog en virksomhed med tyngden af IBM at omdanne noget, der nemt kunne være endt som et videnskabeligt projekt, til teknologi, der er brugbar og praktisk. Men nu er der et stort grundarbejde er allerede afsluttet, er der et tydeligt fokus på, hvordan man gør denne hardware tilgængelig, sammen med bestræbelser på at blive ved med at lave trinvise forbedringer.
Arbejder hjemmefra
"For et par år siden var dette et fysikprojekt," sagde Jerry Chow, leder af IBMs eksperimentelle kvantecomputergruppe, i en tale til Digital Trends på Think-konferencen. "Det var noget, man skulle i et laboratorium for at gøre. At sætte det på nettet var det første skridt."
"For et par år siden var dette et fysikprojekt. Det var noget, du skulle i et laboratorium for at gøre. At lægge det på nettet var det første skridt.
Han bemærker, at en del af intentionen med den fjernadgang, der blev tilbudt via IBM Q-platformen, var at skjule noget af den underliggende fysik. Brugere behøver ikke nødvendigvis at vide, hvad køleprocessen bidrager med - eller hvordan den superledende processor fungerer. Ikke at være i stand til fuldt ud at forstå konstruktionen af kvantecomputeren er ikke en hindring for adgang.
Dette kan virke indlysende, da de fleste af os bruger enheder som smartphones og bærbare computere på daglig basis uden praktisk viden om, hvad der er under motorhjelmen. Forskellen er, at operationel kvantehardware er utrolig sjælden til sammenligning.
Mangel på økonomi eller teknisk ekspertise kan forhindre geniale forskere og fremragende studerende i at bruge en kvantecomputer til at udføre vigtigt arbejde. Men IBM Q sikrer, at selvom disse personer har en vej til den hardware, de har brug for.
Vi taler ikke om blot fremtidigt potentiale her. Chow fortæller mig, at 75.000 brugere har kørt over 2,5 millioner eksperimenter på IBM Q-platformen, hvor omkring 60 forskningsartikler er blevet offentliggjort som et resultat. "Der er et papir fra Japan på at sammenfiltre 16 qubits, og hvordan du rent faktisk ville gøre det,” siger Sutor. "Det er første gang, nogen rent faktisk havde gjort det på denne type maskine."
Da ideen om kvantecomputere først ramte mainstream, var et af de mest almindelige spørgsmål, folk stillede, hvornår de kunne forvente, at et sådant system ville erstatte deres pc. Eksperter svarede, at det i øjeblikket er uklart, om denne type hardware ville give nogen håndgribelige fordele i forhold til klassiske computere.
Så vi skal ikke forvente at se en kvantecomputer på ethvert hjemmekontor - men nu ser det ud til, at vi på kort sigt heller ikke skal forvente at se en i hvert datalogisk laboratorium. I vores indbyrdes forbundne æra følger det, at en banebrydende teknologi ikke ville blive rullet ud i massevis, før alle knæk er blevet løst.
Karakteren af IBM Q-platformen betyder, at erfaringerne meget hurtigt kan omdannes til forbedringer for alle.
"Modellen for forbrug af kvante på kort sigt er denne type skyadgang," bemærker Chow. For øjeblikket ser det ud til, at fjernadgang til kvantehardware er den mest effektive tilgang.
IBM lægger sin hardware i hænderne på folk, der kan finde praktiske anvendelser lige nu, og det vil helt sikkert forme igangværende udvikling af kvantecomputere.
Samtidig betyder karakteren af IBM Q-platformen, at de indhøstede erfaringer meget hurtigt kan omsættes til forbedringer, der gavner længden og bredden af brugerbasen.
Hvad får IBM ud af at gøre sin hardware tilgængelig for brugere, som ellers ikke ville kunne arbejde med en kvantecomputer? Nå, al læringen fra at bruge en kvantehardware ville have været spredt ud over adskillige laboratorier. Men takket være IBM Q bliver det hele nu ført tilbage til sit eget projekt. Forvent ikke, at fremskridtet vil aftage hurtigt.
Redaktørens anbefalinger
- RTX 4090 er allerede udsolgt. Sådan kan du stadig få en
- Inde i det britiske laboratorium, der forbinder hjerner med kvantecomputere
- Forskere skaber 'manglende stiksavsstykke' i udviklingen af kvantecomputere
- Mød Silq: Det første intuitive programmeringssprog til kvantecomputere
- Honeywell tager et spring fra termostater til kvantecomputere
