IBM Q מביאה את הכוח של מחשוב קוונטי לאנשים שיכולים להשתמש בו בפועל

סביר להניח שלעולם לא תשתמש בחומרה קוונטית בעצמך, אבל יש סיכוי גבוה שתפיק תועלת ממחקר שלא ניתן היה להשלים בלעדיה. אלה והאפסים של מחשבים קונבנציונליים לעולם לא יוכלו להשיג את סוג העיבוד שמאפשר מחשוב קוונטי.

האפשרויות הן בלתי מוגבלות, ובכל זאת יש מכשול חשוב אחד: אם לאנשים אין למעשה גישה למחשבים קוונטיים, הטכנולוגיה היא לא יותר מפרויקט מדעי מסקרן. אם למדעני מחשב, חוקרים אקדמיים ואחרים אין גישה לחומרה, התחום לעולם לא יעשה את הצעד הבא שלו קדימה.

התשובה של IBM לבעיה זו היא א פלטפורמת ענן בשם IBM Q. מאז שהתוכנית הושקה במאי 2016, היא ניתנה למשתמשים דרך להשתמש בחישוב קוונטי ללא גישה ישירה למחשב קוונטי.

החומרה עצמה אולי לא בשפע - אבל בזכות IBM Q, זה נמצא בכל מקום.

בנייה קוונטית

פגשתי את בוב סוטור, סגן הנשיא לאסטרטגיה ומערכת אקולוגית של IBM Q ברצפת תצוגה צפופה ב-

כנס IBM Think באפריל. עמדנו במרחק סנטימטרים מקריוסטט, חלק מהארכיטקטורה המורכבת שמאפשרת חישוב קוונטי.

"המכשיר הקוונטי האמיתי, הקיוביטים, חיים כאן," אמר לי סוטור, והצביע על תא קטן בבסיס המבנה. "זה נשמר קרוב מאוד לאפס המוחלט. 0.015 קלווין. זה קצת מעל האפס המוחלט, שבו שום דבר לא זז".

קירור הוא גורם נפוץ בקרב רבים מפרויקטי המחשוב הקוונטי מהעשור האחרון. טמפרטורות נמוכות מקלות על שמירה על סביבה שבה יכולה להתרחש הסתבכות. זהו אחד האתגרים הגדולים ביותר שעמם מתמודדים מדענים ומהנדסים העוסקים בתחום זה: כיצד נוכל להפוך את האזור שמסביב לקר מספיק כדי שהחומרה תתפקד כמתוכנן.

בעוד שהקטע הקר ביותר של הקרוסטט מגיע כמעט לאפס המוחלט, החלק העליון של המבנה הוא ארבע מעלות קלווין רגוע יחסית. כל קטע מתקרר בהדרגה מלמעלה למטה, תהליך שנמשך ככל הנראה בסך הכל 36 שעות. סוטור מתייחס אליו כאל "דומם מהולל", ומתייחס לאופן שבו הליום משמש לביצוע תהליך זיקוק ששוטף את החום.

חומרת דמה

כשסוטור מדבר איתי על החומרה המורכבת הזו, הוא מכיר בכך שהדוגמה הספציפית הזו אינה משמשת למעשה להפעלת חישובים כחלק מפלטפורמת IBM Q.

הוא אומר לי שהקיוביטים מזויפים - "למה לשים אחד מהשבבים המתקדמים שלנו במשהו שפשוט מסתובב?" – ו שהקריוסטט עצמו קצת יותר "חזק" ממקוי האמיתי, כדי להבטיח שהוא לא ייפול לרסיסים במהלך הלחיצה שלו סיור.

אנחנו מכסים מחשוב קוונטי עבור מגמות דיגיטליות במשך שנים, ועדיין היה מרתק לראות את החומרה 'על בשרה', גם אם היא למעשה הייתה רק העתק. אבל העובדה ש-IBM מרגישה צורך לסחוב ייצוג פיזי של המאמצים הקוונטיים שלה מעידה רבות על המצב הנוכחי של הטכנולוגיה הזו.

במשך שנים, מחשוב קוונטי היה מעט יותר מ'מה אם?' שריתק את מדעני המחשב. ואז זה היה ניסוי. כעת היא תופסת שטח הפקר מוזר, ומציעה שימוש ישיר לחוקרים עוד לפני ההבטחה של מחשב קוונטי אוניברסלי בקנה מידה גדול התגשם. עם זאת, זו עדיין טכנולוגיה נישה יחסית, למרות ש-IBM עושה את המקסימום כדי להפוך אותה לנגישה.

תחום המחשוב הקוונטי מתפתח בקצב יוצא דופן, אך יש עוד דרך ארוכה לפני שהוא יגיע לפוטנציאל שלו. חלק מהאתגר הוא ההיקף העצום של הבאת רעיונות אלה למימוש.

הקונספט עצמו דרש כמות משמעותית של התבססות בפיזיקה ניסיונית רק כדי לצאת מהקרקע. העבודה הזו הייתה צריכה להתקיים על ידי מעללי הנדסה - למשל, החוטים המפותלים שאתה רואה בתמונות הממחישות זאת המאמר יושמו כדי למנוע מהחומרה לשבור את עצמה לחתיכות כשהטמפרטורות יורדות והמתכת חוזים. נכון לעכשיו, יש את המשימה המפחידה של פיתוח מערכת אקולוגית סביב הטכנולוגיה.

נדרשה חברה עם עוצמתה של IBM כדי להפוך משהו שיכול היה בקלות להיגמר כפרויקט מדעי לטכנולוגיה בר-ביצוע ומעשית. אבל עכשיו זה הרבה מאוד עבודה יסודית כבר הושלם, יש התמקדות ברורה כיצד להפוך את החומרה הזו לנגישה, לצד מאמצים להמשיך ולבצע שיפורים מצטברים.

עובד מהבית

"לפני כמה שנים, זה היה פרויקט פיזיקה", אמר ג'רי צ'או, מנהל קבוצת המחשוב הקוונטי הניסיוני של IBM, בשיחה עם Digital Trends בכנס Think. "זה היה משהו שהיית צריך להיות במעבדה כדי לעשות. העלאתו לאינטרנט היה הצעד הראשון".

הוא מציין שחלק מהכוונה עם הגישה המרוחקת שהוצעה דרך פלטפורמת IBM Q הייתה להסתיר חלק מהפיסיקה הבסיסית. משתמשים לא בהכרח צריכים לדעת מה תורם תהליך הקירור - או כיצד פועל המעבד המוליך. חוסר היכולת להבין את ההנדסה של המחשב הקוונטי אינו מהווה חסם כניסה.

זה אולי נראה מובן מאליו, בהתחשב שרובנו משתמשים במכשירים כמו סמארטפונים ו מחשבים ניידים על בסיס יומיומי ללא ידע בעבודה על מה שמתחת למכסה המנוע. ההבדל הוא שחומרה קוונטית תפעולית היא נדירה להפליא בהשוואה.

חוסר כספים או מומחיות טכנית עשויים למנוע מחוקרים מבריקים וסטודנטים בולטים להשתמש במחשב קוונטי כדי לבצע עבודה חשובה. אבל IBM Q מבטיחה שגם אם לאנשים האלה יש נתיב לחומרה שהם צריכים.

אנחנו לא מדברים על פוטנציאל עתידי בלבד, כאן. צ'או מספר לי ש-75,000 משתמשים ערכו יותר מ-2.5 מיליון ניסויים בפלטפורמת IBM Q, וכתוצאה מכך פורסמו כ-60 מאמרי מחקר. "יש עיתון מיפן על הסתבכות של 16 קיוביטים, ואיך באמת היית עושה את זה", אומר סוטור. "זו הפעם הראשונה שמישהו באמת עשה את זה במכונה מסוג זה."

כאשר הרעיון של מחשבים קוונטיים הגיע לראשונה למיינסטרים, אחת השאלות הנפוצות ביותר שאנשים שאלו הייתה מתי הם יכולים לצפות שמערכת כזו תחליף את המחשב האישי שלהם. מומחים השיבו כי לעת עתה, לא ברור אם סוג זה של חומרה יציע יתרונות מוחשיים על פני מחשבים קלאסיים.

אז, אנחנו לא צריכים לצפות לראות מחשב קוונטי בכל משרד ביתי - אבל עכשיו, נראה שבטווח הקצר, גם אנחנו לא צריכים לצפות לראות אחד בכל מעבדה למדעי המחשב. בעידן המקושרים שלנו, מכאן נובע שטכנולוגיה מתקדמת לא תתגלגל בהמוניהם עד שכל הקיפולים יגוהצו.

"המודל לצריכת קוואנטים בטווח הקרוב הוא סוג זה של גישה לענן", מציין צ'או. לפי שעה, נראה שגישה לחומרה קוונטית מרחוק היא הגישה היעילה ביותר.

יבמ מעבירה את החומרה שלה בידי אנשים שיכולים למצוא שימושים מעשיים עכשיו, וזה בטוח יעצב את אבולוציה מתמשכת של מחשוב קוונטי.

יחד עם זאת, האופי של פלטפורמת IBM Q גורם לכך שניתן להפוך את הפקת לקחים לשיפורים המועילים לאורכו ולרוחבו של בסיס המשתמשים במהירות רבה.

מה יוצא ל-IBM מהפיכת החומרה שלה לזמינה למשתמשים שאחרת לא היו יכולים לעבוד עם מחשב קוונטי? ובכן, כל הלמידה משימוש בחומרה קוונטית הייתה מתפרסת על פני מעבדות רבות. אבל הודות ל-IBM Q, עכשיו הכל ניזון בחזרה לפרויקט משלו. אל תצפה שההתקדמות תאט בזמן הקרוב.

המלצות עורכים

• ה-RTX 4090 כבר אזל. הנה איך אתה עדיין יכול להשיג אחד
• בתוך המעבדה הבריטית שמחברת מוחות למחשבים קוונטיים
• חוקרים יוצרים "חתיכת פאזל חסרה" בפיתוח מחשוב קוונטי
• הכירו את Silq: שפת התכנות האינטואיטיבית הראשונה עבור מחשבים קוונטיים
• Honeywell עושה קפיצת מדרגה מתרמוסטטים למחשבים קוונטיים