Tõenäoliselt ei kasuta te kunagi kvantriistvara ise, kuid on suur tõenäosus, et saate kasu uuringutest, mida poleks saanud ilma selleta lõpule viia. Tavaliste arvutite ühed ja nullid ei suuda kunagi saavutada sellist töötlemist, milleks kvantarvutus on võimeline.
Võimalused on piiramatud, kuid seal on üks oluline takistus: kui inimestel pole tegelikult juurdepääsu kvantarvutitele, pole tehnoloogia midagi enamat kui intrigeeriv teadusprojekt. Kui arvutiteadlastel, akadeemilistel teadlastel ja teistel pole juurdepääsu riistvarale, ei astu see valdkond kunagi oma järgmist sammu edasi.
Soovitatud videod
IBMi vastus sellele probleemile on a pilveplatvorm nimega IBM Q. Alates programmi käivitamisest 2016. aasta mais on see andnud kasutajatele võimaluse kasutada kvantarvutust, ilma et neil oleks otsest juurdepääsu kvantarvutile.
Seotud
- Teadlased saavutasid just läbimurde kvantarvutuses
- IBMi uus 127-kubitine protsessor on suur läbimurre kvantarvutuses
- IBM ehitab suurimat kvantarvutit – ja hiiglaslikku külmkappi, kuhu see panna
Riistvara ise ei pruugi olla külluslik – aga tänu sellele IBM Q, see on üldlevinud.
Quantum Build
Kohtasin Bob Sutorit, IBM Q strateegia ja ökosüsteemi asepresidenti rahvarohkel näitusepõrandal IBM Think konverentsil aprillis. Seisime tolli kaugusel krüostaadist, mis on osa keerulisest arhitektuurist, mis teeb kvantarvutamise võimalikuks.
"Tegelik kvantseade, kubitid, elavad [krüostaadis]. Seda hoitakse absoluutse nulli lähedal. 0,015 kelvinit. See on natuke üle absoluutse nulli, kus miski ei liigu.
"Tegelik kvantseade, kubiidid, elavad siin," ütles Sutor mulle, osutades väikesele sektsioonile konstruktsiooni põhjas. "Seda hoitakse absoluutse nulli lähedal. 0,015 kelvinit. See on natuke üle absoluutse nulli, kus miski ei liigu.
Külmutus on levinud tegur paljude viimase kümnendi kvantarvutusprojektide seas. Madalatel temperatuuridel on lihtne säilitada keskkonda, kus võib takerduda. See on üks suurimaid väljakutseid, millega selles valdkonnas töötavad teadlased ja insenerid silmitsi seisavad: kuidas muuta ümbritsev ala piisavalt külmaks, et riistvara ettenähtud viisil töötaks.
Kui krüostaadi kõige külmem osa ulatub peaaegu absoluutse nullini, siis konstruktsiooni ülaosas on suhteliselt pehme neli kelvini kraadi. Iga sektsioon muutub ülalt alla järk-järgult külmemaks, protsess, mis võtab ilmselt kokku 36 tundi. Sutor nimetab seda "ülistatud destillaatoriks", viidates viisile, kuidas heeliumi kasutatakse soojust välja uhutava destilleerimisprotsessi läbiviimiseks.
Näiv riistvara
Kui Sutor minuga sellest keerulisest riistvarast räägib, tunnistab ta, et seda konkreetset näidet ei kasutata arvutuste tegemiseks IBM Q platvormi osana.
Ta ütleb mulle, et kubiidid on võltsitud – "miks panna üks meie tipptasemel kiibid millessegi, mis lihtsalt ringi rändab?" – ja et krüostaat ise on pisut tugevam kui päris McCoy, et see vajutamise ajal tükkideks ei kukuks. ringreis.
"Miks panna üks meie tipptasemel kiipe millessegi, mis lihtsalt ringi liigub?"
Oleme Digital Trendsi jaoks kvantandmetöötlust käsitlenud aastaid ja riistvara "lihas" oli endiselt põnev näha, isegi kui see oli tegelikult lihtsalt koopia. Kuid tõsiasi, et IBM tunneb vajadust oma kvantpüüdluste füüsilise esituse järele kaasa haarata, räägib selle tehnoloogia hetkeseisust palju.
Aastaid ei olnud kvantarvutus midagi enamat kui "mis-kui-kui?", mis arvutiteadlasi paelus. Siis oli see eksperiment. Nüüd hõivab see kummalise eikellegimaa, pakkudes teadlastele otsest kasu juba enne, kui lubati suuremahuline universaalne kvantarvuti on täidetud. See on siiski suhteliselt nišitehnoloogia, kuigi IBM teeb kõik endast oleneva, et see oleks juurdepääsetav.
Kvantarvutite valdkond areneb märkimisväärse kiirusega, kuid selle potentsiaali saavutamiseni on veel pikk tee minna. Osa väljakutsest on nende ideede elluviimise ulatus.
Kontseptsioon ise nõudis eksperimentaalses füüsikas märkimisväärsel määral põhjalikkust, et maast lahti saada. Seda tööd pidid toetama inseneritööd – näiteks mähitud juhtmed, mida näete seda illustreerivatel piltidel artikkel rakendati selleks, et vältida riistvara enda tükkideks purunemist temperatuuri langedes ja metallist lepingud. Praegu on selle tehnoloogia ümber ökosüsteemi arendamine hirmutav ülesanne.
Ettevõte, kellel oli palju IBM-i, pidi muutma midagi, mis oleks võinud kergesti lõppeda teadusprojektina, toimivaks ja praktiliseks tehnoloogiaks. Aga nüüd on suur alustöö on juba lõpetatud, keskendutakse selgelt sellele, kuidas see riistvara juurdepääsetavaks teha, ning jõupingutusi järkjärguliste täiustuste tegemiseks.
Kodus töötamine
"Paar aastat tagasi oli see füüsikaprojekt," ütles IBMi eksperimentaalse kvantarvutite rühma juht Jerry Chow, rääkides konverentsil Digital Trends. "See oli midagi, mille tegemiseks pidite olema laboris. Selle veebi panemine oli esimene samm.
"Mõned aastad tagasi oli see füüsikaprojekt. See oli midagi, mille tegemiseks peate olema laboris. Selle veebi panemine oli esimene samm.
Ta märgib, et osa IBM Q platvormi kaudu pakutava kaugjuurdepääsu kavatsusest oli peita osa aluseks olevast füüsikast. Kasutajad ei pea tingimata teadma, mida jahutusprotsess aitab või kuidas ülijuhtiv protsessor töötab. Kvantarvuti konstruktsiooni täielik mõistmine ei ole sisenemise takistuseks.
See võib tunduda ilmne, kuna enamik meist kasutab selliseid seadmeid nagu nutitelefonid ja sülearvutid igapäevaselt, teadmata, mis kapoti all on. Erinevus seisneb selles, et operatiivne kvantriistvara on võrreldes sellega uskumatult haruldane.
Rahaliste vahendite või tehniliste teadmiste puudumine võib takistada hiilgavaid teadlasi ja silmapaistvaid tudengeid kasutamast olulise töö tegemiseks kvantarvutit. Kuid IBM Q tagab, et isegi kui neil inimestel on tee vajaliku riistvarani.
Me ei räägi siin pelgalt tulevikupotentsiaalist. Chow ütleb mulle, et 75 000 kasutajat on IBM Q platvormil läbinud üle 2,5 miljoni katse, mille tulemusena on avaldatud umbes 60 uurimistööd. "Seal on paber Jaapanist 16 kubiti sidumise kohta ja kuidas te seda tegelikult teeksite, ”ütleb Sutor. "See on esimene kord, kui keegi seda tüüpi masinaga tegelikult tegi."
Kui kvantarvutite idee esimest korda peavoolu jõudis, oli inimeste üks levinumaid küsimusi, millal nad võiksid oodata, et selline süsteem nende arvutit asendab. Eksperdid vastasid, et praegu on ebaselge, kas seda tüüpi riistvara pakub klassikaliste arvutite ees mingeid käegakatsutavaid eeliseid.
Seega ei tohiks me eeldada, et näeme kvantarvutit igas kodukontoris – kuid praegu tundub, et lühiajaliselt ei tohiks me eeldada, et näeme seda ka igas arvutiteaduse laboris. Meie omavahel seotud ajastul järeldub sellest, et tipptasemel tehnoloogiat ei võeta massiliselt kasutusele enne, kui kõik kohad on välja triigitud.
IBM Q platvormi olemus tähendab, et saadud õppetunnid saab kõigi jaoks väga kiiresti täiustada.
"Lähiaja kvanttarbimise mudel on seda tüüpi pilvejuurdepääs," märgib Chow. Praegu tundub, et kvantriistvarale kaugjuurdepääs on kõige tõhusam viis.
IBM annab oma riistvara inimeste kätte, kes leiavad praegu praktilist kasutust, ja see kindlasti kujundab Kvantarvutite pidev areng.
Samal ajal tähendab IBM Q platvormi olemus, et saadud õppetunnid saab muuta täiustusteks, mis toovad kasu kasutajabaasi pikkusele ja laiusele väga kiiresti.
Mida saab IBM sellest, et teeb oma riistvara kättesaadavaks kasutajatele, kes muidu ei saaks kvantarvutiga töötada? Noh, kogu kvantriistvara kasutamisest saadud õpe oleks levinud paljudes laborites. Kuid tänu IBM Q-le on see kõik nüüd oma projektiga seotud. Ärge oodake, et edenemine niipea aeglustuks.
Toimetajate soovitused
- RTX 4090 on juba välja müüdud. Siit saate teada, kuidas saate selle ikkagi hankida
- Ühendkuningriigi laboris, mis ühendab aju kvantarvutitega
- Teadlased loovad kvantarvutite arendamisel "puuduva pusle".
- Tutvuge Silqiga: esimene kvantarvutite intuitiivne programmeerimiskeel
- Honeywell teeb hüppe termostaatidelt kvantarvutitele
