סקוט קראודר מ-IBM מסביר כיצד IBM Q תסייע בפיתוח יישומים למחשוב קוונטי

IBM Q היא לא vaporware. זהו פרויקט שנמשך שנים רבות שיכול לעזור לחישוב קוונטי להגיע לפוטנציאל האדיר שלו. העתיד של מחשבי קוונטים עשוי להגיע מוקדם ממה שאתה חושב.

כשהגיעו חדשות על המהלך של יבמ להציע את המחשב הקוונטי האוניברסלי הראשון הזמין מסחרית בשבוע שעבר, הוא אופיינה כ"מסירה" מ-IBM Research ל-IBM Systems. לפי ה-CTO של החברה וסגן נשיא למחשוב קוונטי, אסטרטגיה טכנית ומערכות, סקוט קראודר, זה לא לגמרי המקרה.

"זה לא ממש 'מסירה', זו באמת שותפות", הסביר קראודר. "זו בהחלט נקודת מעבר מהיותה מדע טהור, מחקר טהור, להיות גם הנדסה, פיתוח ומסחור".

"אבל אלה שנות ה-40", הוא המשיך, והשוות לעידן מכונן בפיתוח המחשבים הקלאסיים. "זה לא שנות ה-60 או ה-70, אלה שנות ה-40. אנחנו עדיין בימים הראשונים; אנחנו עדיין מניעים הרבה מהיסודות הבסיסיים, במקביל שאנחנו מנסים להנגיש את המערכות לקבוצה רחבה יותר של אנשים".

אנשים תוהים לעתים קרובות כיצד חישוב קוונטי ישפיע על חיי היום-יום שלהם. על ידי הצעת המחשב הקוונטי האוניברסלי הראשון הזמין מסחרית, IBM מקווה לגלות זאת.

הבאת מחשבים קוונטיים לעולם האמיתי

הודעה לעיתונות של IBM על התוכניות הקרובות שלה לחומרה קוונטית היה עמוס ביישומים פוטנציאליים לטכנולוגיה, ובהצעות מונפשות של אנשי החברה ומומחים בתחום. לעומת זאת, זה היה קל לגבי פרטים לגבי מתי ישוחררו מחשבי הקוונטים שלה. הודעת החברה התחייבה כי מחשבים קוונטיים אוניברסליים יימסרו לשותפים "במהלך בשנים הקרובות." הוא גם קבע שמטרתו לבנות מערכות עם כ-50 קיוביטים "בכמה הקרובים שנים."

העובדה שרק מסגרת זמן מעורפלת פורסמה לציבור, עשויה לגרום לחלק להאמין ש-IBM Q הוא ניסיון להבטיח מקום בטבלה הקוונטית מבלי לקבע תוכניות כלשהן. עם זאת, קראודר טוען שיש לוח זמנים מוצק מאוד מאחורי דלתיים סגורות.

"כן, יש לנו הגדרה נוקשה של 'השנים הקרובות' פנימית", הוא צחק. "הכרזנו כי הכוונה שלנו היא להציע השנה מערכות לקבוצה נבחרת של שותפים בתעשייה. אמרנו שנשדרג אותם לגודל של בערך 50 קיוביטים במהלך השנים הקרובות."

IBM Q אינו פרויקט שנועד רק לסיקור עיתונאי טוב. למעשה, קראודר התייחס ספציפית לכוונת החברה להפוך מערכות קוונטיות ל"אמיתיות", ולא רק להיות "מצגות PowerPoint ו-vaporware".

בעוד שהפרטים של מסגרת הזמן נשמרים בסוד, ל-IBM יש תקוות גדולות ש-IBM Q יכולה לעזור לטפח את האבולוציה הבאה של המחשוב הקוונטי. ולמרות שהחברה לא מוכנה לחלוק לוח זמנים מפורט עם הציבור, אין לה הסתייגויות כאלה לגבי התוויית הבדל החומרה הקוונטית שלה ממערכות אחרות בשוק.

מה בשם?

אלא אם כן עקבת מקרוב אחר התפתחות המחשוב הקוונטי, ייתכן שהתבלבלת כאשר IBM הכריזה על הראשון מחשב קוונטי אוניברסלי זמין מסחרית בשבוע שעבר, שכן D-Wave מספקת חומרה קוונטית למשתמשים ארגוניים כבר כמה שנים.

עם זאת, D-Wave ספגה ביקורת על האופן שבו היא מציגה את החומרה שלה. החברה מקדמת את מוצריה על סמך ספירת הקיוביטים שלהם - למערכת העדכנית ביותר שלה יש גישה 2,000 קיוביטים, שזה הרבה יותר מהשאיפה של יבמ לייצר מערכת של 50 קיוביטים בכמה הקרובים שנים. עם זאת, לא ניתן להשוות ישירות בין שני גדילי החומרה, מכיוון ש-D-Wave בונה מחצלים קוונטיים, שיכולים להתמודד רק עם בעיות מסוימות. יבמ עובדת על מחשבים קוונטיים אוניברסליים אשר, כמו מחשב קלאסי, יכולים להתמודד עם סוגים רבים של בעיות.

"אני חושב שעבור האנשים שעוסקים לעומק בתחום הזה, הם מבינים את ההבדלים", אמר קראודר. "אבל אפילו עבור הטכנולוג הממוצע, זה ממש מבלבל."

"מה שאנחנו מציעים הוא לא מערכת עם פונקציות קבועות, זו מערכת אוניברסלית", הוסיף. "אבל יותר מזה, הכוח של מחשוב קוונטי שמרגש את כולם הוא הרעיון הזה שאפשר לחקור איתו מרחב אקספוננציאלי."

Crowder מתייחס למושג של הסתבכות קוונטית מלאה, המאפשר לקיוביטים לתפוס טווח רחב יותר של מצבים מאשר ההפעלה/כיבוי הבינארי של ביטים מסורתיים. יידרש רק כ-40 או 50 קיוביטים במצב הזה כדי ליצור מחשב קוונטי שלא ניתן לדמות אותו במחשב קלאסי. נכון לעכשיו, יש ויכוח אם החומרה של D-Wave יכולה להציע את היתרונות הללו על פני מערכות מסורתיות, אפילו בספירת קיוביט גבוהה בהרבה.

אפילו במתכונתה הנוכחית, החומרה הקוונטית של IBM היא צעד מעבר למה שהוצע בעבר מסחרית. אבל כדי להגשים את שאיפותיה הנעלות לפרויקט, החברה לא מחפשת רק לקוחות; זה מחפש שותפים.

כמו 'גישה מוקדמת', אבל עבור מחשבים קוונטיים

IBM מצפה להשיק את המערכות הקוונטיות "הגישה המוקדמת" הראשונה שלה לשותפים נבחרים בתעשייה עד סוף 2017. עם זאת, זו לא תהיה עסקה מסורתית במונחים של רכישת חומרה מיצרן - החברה לא רק משלמת מס שפתיים כשהיא מתייחסת למאמצים המוקדמים כ"שותפים".

"עבור הזוג הראשון שאנחנו עושים, אנחנו בהחלט רוצים שיהיו לנו שותפים שנעבוד איתם מקרוב מאוד", אמר קראודר. "אנחנו מקווים למצוא שותפים שמניעים את המערכת האקולוגית."

השותפים של יבמ ייהנו ממערך זה, שכן החומרה עצמה תוחזק ותשודרג מעת לעת על ידי החברה. למחשב קוונטי יש דרישות מחמירות מבחינת מקום, טמפרטורה ומעשיות אחרות. שמירה על המערכת תחת העין הפקוחה של IBM תקל על השותפים להתרכז בשימוש טוב ביכולותיה.

ל-IBM כבר יש רקורד מוכח של אספקת חישוב קוונטי דרך הענן, הודות ל-IBM Experience. "זה לא שאתה עושה חמישה קיוביטים במעבדה, אתה בועט בדבר כמה פעמים וזה עובד, אתה מקבל את התוצאות שלך, ואז אתה בועט בו שוב חודשיים לאחר מכן כדי לגרום לזה לעבוד שוב", אמר קראודר. "לא, הוכחנו שיכול להיות לנו מחשב קוונטי אמיתי הפועל ברציפות מאז מאי [2016]."

בצד השני של העסקה, IBM מקווה שהשותפויות הללו יוכלו להודיע ​​על עתיד יוזמת IBM Q. יש עדיין שאלות גדולות לגבי איך ולמה חברות יבחרו ליישם חומרה קוונטית, עבודה משותפת עם מאמצים מוקדמים עשויה להציע כמה תשובות.

זה אמור להבהיר ש-IBM Q הוא פרויקט ארוך טווח. שותפים שנכנסים לקומת הקרקע נרשמים לחקור טריטוריה לא ידועה לצד החברה - מה שיכול לעזור להם לתפוס את המקום הראשון בתור כאשר היתרונות העסקיים של מערכת קוונטית הופכים ברור. יבמ חושבת שלושה מהלכים קדימה. עם זאת, החברה עדיין לא מוכנה להפסיק את מאמצי המחשוב הקלאסי שלה.

קפיצה קוונטית אמיתית

"בהחלט," ענה קראודר כששאלנו אותו אם יבמ מצפה לראות מחשבים קוונטיים ומחשבים קלאסיים מתקיימים במקביל. "בהחלט, להרבה יותר זמן מהחיים שלי."

"מה שמחשבים קלאסיים עושים טוב זה לאחסן ולעבד המון נתונים, והם עושים את זה הרבה יותר ביעילות ממה שמחשוב קוונטי עושה היום, ולפי מה שאני יכול לראות בעתיד", הסביר. "תיאורטית, מחשבים קוונטיים אוניברסליים יכולים לעשות כל פונקציה שמחשב קלאסי עושה, אבל לדעתי, הם לא כל כך טובים בעיבוד הרבה נתונים. מה שמחשבים קוונטיים טובים בו הוא לחקור חללים בעייתיים גדולים".

IBM לא מסתכלת על מחשבים קוונטיים כעל הדור הבא של המחשבים הקלאסיים. זוהי קטגוריה חדשה לחלוטין של חומרה שיש לה חוזקות משלה, חולשות משלה ופוטנציאל לכמה יישומים חזקים מאוד.

כמובן, זו עדיין טכנולוגיה לא בשלה. חוקרים בכל רחבי העולם עשו התקדמות מסיבית לקראת אוניברסלי פועל בקנה מידה גדול מחשב קוונטי בשנים האחרונות, אבל פחות התקדמות הושגה במונחים של גיבוש פוטנציאל יישומים. זה משהו של מעגל קסמים.

"עם מערכת של 20-25 קיוביטים בערך, אתה עדיין יכול לדמות את המערכת הקוונטית הזו במחשב הנייד שלך", אמר קראודר. "כשאתה מתחיל להגיע לשנות ה-40, ובסביבות גיל ה-50, אתה אפילו לא יכול באמת לחקור את כל מרחב האפשרויות הזה במחשב העל הגדול בעולם. זה חוסר המשכיות מעניין.

"למעשה אתה צריך גישה למערכת קוונטית כדי להבין באמת איך אתה בונה אלגוריתמים ומשתמש במקרים למערכת קוונטית", הוסיף. "אי אפשר יותר לדמות את זה במערכת קלאסית."

הגדרת הרף

נכון לעכשיו, אנחנו כל כך מוקדם בתהליך של בניית מחשבים קוונטיים אוניברסליים, עד שאין אפילו שיטה סטנדרטית להשוות מערכת אחת לאחרת. IBM מקווה לפתור בעיה זו באמצעות נפח קוונטי מדובב, המתחשב במספר הקיוביטים, איכות הפעולות הקוונטיות, קישוריות קיוביט, זמן קוהרנטיות, מקביליות ועוד.

"כל הדברים האלה ביחד אומרים לך כמה חזק המחשב הקוונטי שלך, במונחים של גודל החלל שהוא יכול לחקור", אמר קראודר. "אנחנו מאוד פתוחים לאנשים אחרים ששוקלים ומשכללים את המדד הזה, אבל אנחנו נצטרך איזשהו מדד כמו שעם הזמן, כך שאנשים יכולים בקלות להבין את הערך של מחשב קוונטי זה לעומת קוונטי אחר מַחשֵׁב; הדור הזה מול הדור הבא".

העובדה שאין אמת מידה כזו מוכיחה כמה עבודה יש ​​לעשות כדי להפוך את החישוב הקוונטי מעבודה תיאורטית מבטיחה למוצר מסחרי בר-ביצוע.

"כמו שאמרתי, אנחנו בשנות ה-40", אמר קראודר. "אין לנו עדיין אמת מידה בתעשייה כדי לסווג עד כמה מערכת קוונטית חזקה, אבל זה מסוג הדברים שאני חושבים שתראו התפתחות מהירה במהלך השנים הקרובות, כאשר יבמ ואחרות ממשיכות לדחוף את הסף בנושאים אלו מערכות."

יבמ מניחה תשתית שעשויה להתגלות כבעלת ערך רב בשנים הקרובות. בין מדד הערך הקוונטי שלו, מערכות היחסים שלו עם שותפי IBM Q, לבין חוויית IBM, החברה כבר נמצאת עמוק בתהליך הפיכת המחשוב הקוונטי למרכיב מרכזי בעסקיה תחומי עניין.

"אנחנו מאמינים שהגענו לנקודה שבה אנו רואים נתיב למערכות גדולות יותר בעתיד הקרוב", אמר קראודר. "אני יודע שלהודעה אין לוחות זמנים ספציפיים, אבל אנחנו רואים את הנתיב הזה למערכות גדולות יותר. זה מביא את זה לנקודה שבה זה נהיה מעניין".

IBM כבר השקיעה כמות גדולה של זמן ומשאבים במחשוב קוונטי; IBM Q מייצגת את השלב הבא. לחברה שאיפות להוביל את המחשוב הקוונטי כמוצר מסחרי. אם היא תצליח למצוא את השותפים הנכונים בשלב מכריע זה, IBM Q עשויה למלא תפקיד מרכזי בהוצאת הטכנולוגיה ממעבדות המחקר ויצירת היישומים שלה בעולם האמיתי.

המלצות עורכים

• מדענים בדיוק השיגו פריצת דרך בתחום המחשוב הקוונטי
• המעבד החדש של יבמ 127 קיוביטים הוא פריצת דרך גדולה בתחום המחשוב הקוונטי
• IBM בונה את המחשב הקוונטי הגדול ביותר - ומקרר ענק להכניס אותו אליו
• Honeywell עושה קפיצת מדרגה מתרמוסטטים למחשבים קוונטיים
• בתוך העולם המוזר, הפראי והמופלא של משחקי וידאו קוונטים