Valószínűleg soha nem fog saját maga használni kvantumhardvert, de nagy eséllyel profitálhat majd olyan kutatásokból, amelyek nélküle nem valósulhattak volna meg. A hagyományos számítógépek egyesek és nullák soha nem tudták elérni azt a fajta feldolgozást, amelyre a kvantumszámítás képes.
A lehetőségek korlátlanok, mégis van egy fontos akadály: ha az emberek valójában nem férnek hozzá a kvantumszámítógépekhez, a technológia alig több egy érdekes tudományos projektnél. Ha az informatikusok, tudományos kutatók és mások nem férnek hozzá a hardverhez, a terület soha nem fogja megtenni a következő lépést.
Ajánlott videók
Az IBM válasza erre a problémára a IBM Q nevű felhőplatform. A program 2016. májusi indulása óta lehetőséget adott a felhasználóknak a kvantumszámítás használatára anélkül, hogy közvetlenül hozzáférnének egy kvantumszámítógéphez.
Összefüggő
- A tudósok áttörést értek el a kvantumszámítás terén
- Az IBM új, 127 qubites processzora jelentős áttörést jelent a kvantumszámítás területén
- Az IBM a legnagyobb kvantumszámítógépet építi – és egy óriási hűtőszekrényt, amelybe behelyezhető
Lehet, hogy maga a hardver nem bőséges – de hála IBM Q, mindenütt jelen van.
Quantum Build
Egy zsúfolt bemutatóteremben találkoztam Bob Sutorral, az IBM Q stratégiáért és ökoszisztémáért felelős alelnökével az IBM Think konferencia áprilisban. Néhány centire álltunk egy kriosztáttól, amely része annak az összetett architektúrának, amely lehetővé teszi a kvantumszámítást.
„A tényleges kvantumeszköz, a qubitek [kriosztátban] élnek. Ez nagyon közel van az abszolút nullához. 0,015 kelvin. Ez egy kicsivel az abszolút nulla felett van, ahol semmi sem mozdul.”
„A tényleges kvantumeszköz, a qubitek itt laknak” – mondta Sutor, és egy kis rekeszre mutatott a szerkezet alján. „Ezt nagyon közel tartják az abszolút nullához. 0,015 kelvin. Ez egy kicsivel az abszolút nulla felett van, ahol semmi sem mozdul.”
A hűtés gyakori tényező az elmúlt évtized kvantumszámítási projektjei között. Az alacsony hőmérséklet megkönnyíti az olyan környezet fenntartását, ahol összegabalyodhat. Ez az egyik legnagyobb kihívás, amellyel az ezen a területen dolgozó tudósok és mérnökök szembesülnek: hogyan tehetjük a környező területet elég hidegre ahhoz, hogy a hardver rendeltetésszerűen működjön.
Míg a kriosztát leghidegebb része majdnem eléri az abszolút nullát, addig a szerkezet teteje viszonylag langyos négy kelvin fokos. Mindegyik szakasz folyamatosan hidegebb lesz fentről lefelé, ez a folyamat látszólag összesen 36 órát vesz igénybe. Sutor „dicsőített lepárlóként” emlegeti, utalva arra a módra, ahogy a héliumot a hőt kiöblítő desztillációs folyamat végrehajtására használják.
Dummy Hardver
Miközben Sutor erről az összetett hardverről beszél nekem, elismeri, hogy ezt a konkrét példát valójában nem használják számítások futtatására az IBM Q platform részeként.
Azt mondja, hogy a qubitek hamisak – „miért rakjuk bele az egyik legmodernebb chipünket valamibe, ami csak úgy vándorol?” – és hogy maga a kriosztát valamivel „robusztusabb”, mint az igazi McCoy, hogy ne essen darabokra a nyomás alatt túra.
„Miért rakjuk bele az egyik legkorszerűbb chipünket valamibe, ami csak úgy vándorol?”
Évek óta foglalkozunk a Digital Trends kvantumszámításával, és még mindig lenyűgöző volt látni a hardvert „a testben”, még akkor is, ha valójában csak egy replika. De az a tény, hogy az IBM szükségét érzi kvantumtörekvéseinek fizikai ábrázolásának, sokat mond e technológia jelenlegi állapotáról.
Évekig a kvantumszámítás alig volt több, mint egy „mi lenne, ha?”, amely lenyűgözte az informatikusokat. Aztán ez egy kísérlet volt. Most egy furcsa senki földjét foglalja el, közvetlen hasznot kínálva a kutatóknak, még azelőtt, hogy egy nagyméretű univerzális kvantumszámítógép teljesült. Ennek ellenére ez még mindig viszonylag réstechnológia, annak ellenére, hogy az IBM mindent megtesz azért, hogy hozzáférhetővé tegye.
A kvantumszámítástechnika területe figyelemreméltó ütemben fejlődik, de még hosszú utat kell megtenni ahhoz, hogy elérje potenciálját. A kihívás része ezen ötletek megvalósításának puszta terjedelme.
Maga a koncepció jelentős alapozást igényelt a kísérleti fizikában, csak hogy elinduljon a talajon. Ezt a munkát a mérnöki bravúroknak kellett támogatniuk – például az ezt illusztráló képeken látható tekercses vezetékekkel. cikket valósítottak meg, hogy megakadályozzák a hardver darabokra törését a hőmérséklet csökkenésével és a fémet szerződéseket. Jelenleg a technológia körüli ökoszisztéma kialakításának ijesztő feladata van.
Egy nagy IBM cégnek kellett ahhoz, hogy valamit, ami könnyen tudományos projektté válhatott volna, működőképes és praktikus technológiává alakítson. De most ez a sok alapozó munka már elkészült, külön hangsúlyt kap a hardver hozzáférhetővé tétele, valamint a fokozatos fejlesztések folytatására irányuló erőfeszítések.
Otthoni munkavégzés
"Néhány évvel ezelőtt ez egy fizikai projekt volt" - mondta Jerry Chow, az IBM kísérleti kvantumszámítási csoportjának vezetője a Digital Trendsnek a Think konferencián. „Egy olyan dolog volt, amihez laboratóriumban kellett lenni. Az első lépés volt, hogy felkerült az internetre.”
„Néhány évvel ezelőtt ez egy fizikai projekt volt. Ez valami olyan dolog volt, amihez laborban kellett lenned. Az első lépés volt, hogy felkerült az internetre.
Megjegyzi, hogy az IBM Q platformon keresztül kínált távoli hozzáférés szándéka az volt, hogy elrejtse a mögöttes fizika egy részét. A felhasználóknak nem feltétlenül kell tudniuk, hogy mihez járul hozzá a hűtési folyamat – vagy hogyan működik a szupravezető processzor. Az, hogy nem tudjuk teljesen megérteni a kvantumszámítógép tervezését, nem akadály a belépéshez.
Ez nyilvánvalónak tűnhet, mivel legtöbbünk olyan eszközöket használ, mint az okostelefonok és laptopok napi szinten anélkül, hogy tudnánk, mi van a motorháztető alatt. A különbség az, hogy ehhez képest hihetetlenül ritka a működő kvantumhardver.
A pénzügyek vagy a technikai szakértelem hiánya megakadályozhatja a kiváló kutatókat és kiemelkedő hallgatókat abban, hogy kvantumszámítógépet használjanak fontos munkák elvégzésére. Az IBM Q azonban biztosítja, hogy még akkor is, ha ezeknek az egyéneknek van elérési útjuk a szükséges hardverhez.
Itt nem puszta jövőbeli lehetőségekről beszélünk. Chow azt mondja, hogy 75 000 felhasználó több mint 2,5 millió kísérletet futtatott az IBM Q platformon, és ennek eredményeként mintegy 60 kutatási cikk jelent meg. "Van egy papírt Japánból 16 qubit összefonódásáról, és hogyan tenné ezt valójában” – mondja Sutor. „Ez az első alkalom, hogy valaki valóban ezt csinálta ilyen típusú gépen.”
Amikor a kvantumszámítógépek ötlete először megjelent a fősodorban, az emberek egyik leggyakoribb kérdése az volt, hogy mikorra számíthatnak arra, hogy egy ilyen rendszer leváltja a számítógépüket. A szakértők azt válaszolták, hogy egyelőre nem világos, hogy ez a fajta hardver kínál-e kézzelfogható előnyöket a klasszikus számítógépekkel szemben.
Tehát nem számíthatunk arra, hogy minden otthoni irodában kvantumszámítógépet látunk – de most úgy tűnik, hogy rövid távon nem is számíthatunk arra, hogy minden számítástechnikai laborban látunk egyet. Összefüggő korszakunkban ebből az következik, hogy a legmodernebb technológiát nem terjesztik ki tömegesen, amíg az összes csavart ki nem vasalták.
Az IBM Q platform természetéből adódóan a levont tanulságok nagyon gyorsan mindenki számára fejlesztésekké alakíthatók.
„A kvantumfogyasztás rövid távú modellje az ilyen típusú felhőalapú hozzáférés” – jegyzi meg Chow. Egyelőre úgy tűnik, hogy a kvantumhardver távoli elérése a leghatékonyabb megközelítés.
Az IBM olyan emberek kezébe adja hardverét, akik már most találnak gyakorlati hasznot, és ez minden bizonnyal formálja a a kvantumszámítás folyamatban lévő fejlődése.
Ugyanakkor az IBM Q platform természetéből adódóan a levont tanulságok nagyon gyorsan olyan fejlesztésekké alakíthatók, amelyek a felhasználói bázis hosszának és szélességének előnyére válnak.
Mit hoz az IBM abból, hogy elérhetővé teszi hardverét olyan felhasználók számára, akik egyébként nem tudnának dolgozni kvantumszámítógéppel? Nos, a kvantumhardver használatából származó összes tanulság számos laboratóriumban eloszlott volna. De hála az IBM Q-nak, most mindez visszacsatol a saját projektjébe. Ne számítson arra, hogy a fejlődés egyhamar lelassul.
Szerkesztői ajánlások
- Az RTX 4090 már elkelt. Így is szerezhet be egyet
- Az Egyesült Királyságban az agyat kvantumszámítógépekkel összekötő laborban
- A kutatók „hiányzó kirakós darabot” hoznak létre a kvantumszámítástechnika fejlesztése során
- Ismerje meg a Silq-et: Az első intuitív programozási nyelv kvantumszámítógépekhez
- A Honeywell ugrást tesz a termosztátoktól a kvantumszámítógépek felé
