IBM Q კვანტური გამოთვლის ძალას ანიჭებს ადამიანებს, რომლებსაც რეალურად შეუძლიათ მისი გამოყენება

თქვენ ალბათ არასოდეს გამოიყენებთ კვანტურ აპარატურას, მაგრამ დიდი შანსია ისარგებლოთ იმ კვლევებით, რომლებიც მის გარეშე ვერ დასრულდებოდა. ჩვეულებრივი კომპიუტერების ერთეულები და ნულები ვერასოდეს შეძლებენ კვანტური გამოთვლების დამუშავების საშუალებას.

შესაძლებლობები უსაზღვროა, მაგრამ არსებობს ერთი მნიშვნელოვანი დაბრკოლება: თუ ადამიანებს რეალურად არ აქვთ წვდომა კვანტურ კომპიუტერებზე, ტექნოლოგია ცოტა მეტია, ვიდრე დამაინტრიგებელი სამეცნიერო პროექტი. თუ კომპიუტერულ მეცნიერებს, აკადემიურ მკვლევარებს და სხვებს არ ექნებათ წვდომა აპარატურაზე, დარგს არასოდეს გადადგამს შემდეგი ნაბიჯი წინ.

IBM-ის პასუხი ამ პრობლემაზე არის ა ღრუბლოვანი პლატფორმა სახელწოდებით IBM Q. მას შემდეგ, რაც პროგრამა დაიწყო 2016 წლის მაისში, მან მომხმარებლებს საშუალება მისცა გამოიყენონ კვანტური გამოთვლები კვანტურ კომპიუტერზე პირდაპირი წვდომის გარეშე.

თავად აპარატურა შეიძლება არ იყოს უხვად - მაგრამ ამის წყალობით IBM Q, ეს არის ყველგან.

Quantum Build

მე შევხვდი ბობ სუტორს, IBM Q სტრატეგიისა და ეკოსისტემის ვიცე-პრეზიდენტს ხალხმრავალ შოუს მოედანზე. IBM Think კონფერენციაზე აპრილში. ჩვენ ვიდექით ინჩით მოშორებით კრიოსტატისგან, რთული არქიტექტურის ნაწილი, რომელიც შესაძლებელს ხდის კვანტურ გამოთვლას.

"ფაქტობრივი კვანტური მოწყობილობა, კუბიტები, აქ ცხოვრობენ", მითხრა სუტორმა და სტრუქტურის ძირში მდებარე პატარა განყოფილებაზე მიუთითა. „ეს ინახება აბსოლუტურ ნულთან ძალიან ახლოს. 0.015 კელვინი. ეს არის აბსოლუტურ ნულზე ოდნავ ზემოთ, სადაც არაფერი მოძრაობს. ”

გაგრილება არის საერთო ფაქტორი გასული ათწლეულის კვანტურ გამოთვლით პროექტებს შორის. დაბალი ტემპერატურა აადვილებს გარემოს შენარჩუნებას, სადაც შეიძლება მოხდეს ჩახლართულობა. ეს არის ერთ-ერთი უდიდესი გამოწვევა, რომელსაც აწყდებიან ამ სფეროში მომუშავე მეცნიერები და ინჟინრები: როგორ გავხადოთ მიმდებარე ტერიტორია საკმარისად ცივი იმისათვის, რომ აპარატურა ისე ფუნქციონირდეს, როგორც ეს იყო დაგეგმილი.

მიუხედავად იმისა, რომ კრიოსტატის ყველაზე ცივი მონაკვეთი თითქმის აღწევს აბსოლუტურ ნულს, სტრუქტურის ზედა ნაწილი შედარებით ბალზამი ოთხი გრადუსიანი კელვინია. თითოეული განყოფილება თანდათან ცივდება ზემოდან ქვემოდან, პროცესი, რომელსაც, როგორც ჩანს, სულ 36 საათი სჭირდება. სუტორი მას მოიხსენიებს, როგორც „განდიდებულ ნავსაყუდელს“, რაც გულისხმობს იმას, თუ როგორ გამოიყენება ჰელიუმი დისტილაციის პროცესის განსახორციელებლად, რომელიც სითბოს გამოდევნის.

Dummy აპარატურა

როდესაც სუტორი მესაუბრება ამ რთულ აპარატურაზე, ის აღიარებს, რომ ეს კონკრეტული მაგალითი რეალურად არ გამოიყენება გამოთვლების გასაშვებად, როგორც IBM Q პლატფორმის ნაწილი.

ის მეუბნება, რომ კუბიტები ყალბია - "რატომ ჩავდოთ ჩვენი უახლესი ჩიპი ისეთ რამეში, რომელიც უბრალოდ ტრიალებს გარშემო?" – და რომ კრიოსტატი თავისთავად ცოტა უფრო "მძლავრია" ვიდრე ნამდვილი მაკკოი, რათა უზრუნველყოს, რომ ის არ იშლება დაჭერის დროს. ტური.

ჩვენ წლების განმავლობაში ვაშუქებდით ციფრული ტენდენციების კვანტურ გამოთვლებს და მაინც მომხიბლავი იყო აპარატურის „სხეულში“ დანახვა, თუნდაც ის რეალურად მხოლოდ რეპლიკა ყოფილიყო. მაგრამ ის ფაქტი, რომ IBM გრძნობს აუცილებლობას გამოიყურებოდეს თავისი კვანტური მცდელობების ფიზიკური წარმოდგენის გარშემო, მეტყველებს ამ ტექნოლოგიის ამჟამინდელ სტატუსზე.

წლების განმავლობაში, კვანტური გამოთვლები ცოტა მეტი იყო, ვიდრე „რა-თუ?“, რომელიც ხიბლავდა კომპიუტერულ მეცნიერებს. მაშინ ეს იყო ექსპერიმენტი. ახლა ის იკავებს უცნაურ არავის მიწას, რომელიც მკვლევარებს პირდაპირ სარგებლობას სთავაზობს ჯერ კიდევ დაპირებამდე. ფართომასშტაბიანი უნივერსალური კვანტური კომპიუტერი შესრულდა. ამის თქმით, ეს ჯერ კიდევ შედარებით ნიშური ტექნოლოგიაა, მიუხედავად იმისა, რომ IBM ყველაფერს აკეთებს მის ხელმისაწვდომობისთვის.

კვანტური გამოთვლის სფერო საოცარი სისწრაფით ვითარდება, მაგრამ ჯერ კიდევ დიდი გზაა გასავლელი მის პოტენციალის მიღწევამდე. გამოწვევის ნაწილი არის ამ იდეების სისრულეში მოყვანა.

კონცეფცია თავისთავად მოითხოვდა ექსპერიმენტულ ფიზიკაში დამიწების მნიშვნელოვან რაოდენობას იმისთვის, რომ თავი დაეღწია. ეს სამუშაო საჭირო იყო ინჟინერიის წარმატებებით - მაგალითად, დახვეული მავთულები, რომლებსაც ხედავთ ამის ასახულ სურათებზე სტატია განხორციელდა იმისთვის, რომ თავიდან აიცილონ ტექნიკის ნაწილებად დაყოფა ტემპერატურის დაცემის და ლითონისგან კონტრაქტები. ამჟამად, ტექნოლოგიის გარშემო ეკოსისტემის შემუშავების რთული ამოცანაა.

კომპანიას დასჭირდა, რომელსაც აქვს IBM-ის დიდი ოდენობა, რომ გადაექცია ის, რაც ადვილად შეიძლებოდა დასრულებულიყო როგორც სამეცნიერო პროექტი პრაქტიკულ და პრაქტიკულ ტექნოლოგიად. მაგრამ ახლა დიდი ფუნდამენტური სამუშაოა უკვე დასრულებულია, მკაფიო აქცენტი კეთდება იმაზე, თუ როგორ ხდება ამ აპარატურის ხელმისაწვდომობა, გარდა მცდელობების შემდგომი გაუმჯობესების გასაგრძელებლად.

Სახლიდან მუშაობა

"რამდენიმე წლის წინ, ეს იყო ფიზიკის პროექტი", - თქვა ჯერი ჩოუმ, IBM-ის ექსპერიმენტული კვანტური გამოთვლითი ჯგუფის მენეჯერმა, Digital Trends-თან საუბრისას Think კონფერენციაზე. ”ეს იყო რაღაც, რისი გაკეთებაც თქვენ გჭირდებათ ლაბორატორიაში. ინტერნეტში მისი განთავსება პირველი ნაბიჯი იყო. ”

ის აღნიშნავს, რომ IBM Q პლატფორმის საშუალებით შემოთავაზებული დისტანციური წვდომის განზრახვის ნაწილი იყო ზოგიერთი ძირითადი ფიზიკის დამალვა. მომხმარებლებმა სულაც არ უნდა იცოდნენ, თუ რას უწყობს ხელს გაგრილების პროცესი - ან როგორ მუშაობს სუპერგამტარი პროცესორი. კვანტური კომპიუტერის ინჟინერიის სრულყოფილად გაგება არ არის ბარიერი შესვლისთვის.

ეს შეიძლება აშკარად ჩანდეს, რადგან ჩვენგანი უმეტესობა იყენებს მოწყობილობებს, როგორიცაა სმარტფონები და ლეპტოპები ყოველდღიურად სამუშაო ცოდნის გარეშე, თუ რა არის კაპოტის ქვეშ. განსხვავება ისაა, რომ ოპერატიული კვანტური აპარატურა შედარებით იშვიათია.

ფინანსების ან ტექნიკური ექსპერტიზის ნაკლებობამ შეიძლება ხელი შეუშალოს ბრწყინვალე მკვლევარებს და გამორჩეულ სტუდენტებს კვანტური კომპიუტერის გამოყენებაში მნიშვნელოვანი სამუშაოს შესასრულებლად. მაგრამ IBM Q უზრუნველყოფს, რომ იმ შემთხვევაშიც კი, თუ ამ პირებს აქვთ გზა საჭირო ტექნიკისკენ.

ჩვენ არ ვსაუბრობთ მხოლოდ მომავალ პოტენციალზე, აქ. ჩაუ მეუბნება, რომ 75000 მომხმარებელმა ჩაატარა 2,5 მილიონზე მეტი ექსპერიმენტი IBM Q პლატფორმაზე, რომლის შედეგადაც გამოქვეყნდა 60 კვლევითი ნაშრომი. "არსებობს ნაშრომი იაპონიიდან 16 კუბიტის ჩახლართვაზე და რეალურად როგორ გააკეთებდით ამას“, ამბობს სუტორი. ”ეს არის პირველი შემთხვევა, როდესაც ვინმემ ეს რეალურად გააკეთა ამ ტიპის მანქანაზე.”

როდესაც კვანტური კომპიუტერების იდეა პირველად მოვიდა მეინსტრიმში, ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული კითხვა იყო, თუ როდის შეიძლება მოელოდათ ასეთი სისტემის შეცვლას მათი კომპიუტერის შესახებ. ექსპერტებმა უპასუხეს, რომ ამ დროისთვის, გაურკვეველია, შესთავაზებს თუ არა ამ ტიპის აპარატურა რაიმე ხელშესახებ უპირატესობას კლასიკურ კომპიუტერებთან შედარებით.

ასე რომ, ჩვენ არ უნდა ველოდოთ კვანტურ კომპიუტერს ყველა საშინაო ოფისში - მაგრამ ახლა, როგორც ჩანს, მოკლევადიან პერსპექტივაში არ უნდა ველოდოთ, რომ ვიხილოთ ის ყველა კომპიუტერული მეცნიერების ლაბორატორიაში. ჩვენს ურთიერთდაკავშირებულ ეპოქაში, აქედან გამომდინარეობს, რომ უახლესი ტექნოლოგია მასობრივად არ გამოიყენებოდა მანამ, სანამ ყველა ნაკერი არ გაუთოდება.

„ახლოვადიან პერსპექტივაში კვანტური მოხმარების მოდელი არის ღრუბლოვანი წვდომის ეს ტიპი“, აღნიშნავს ჩაუ. ამ დროისთვის, როგორც ჩანს, კვანტურ აპარატურაზე დისტანციურად წვდომა ყველაზე ეფექტური მიდგომაა.

IBM აყენებს თავის აპარატურას იმ ადამიანების ხელში, რომლებსაც შეუძლიათ იპოვონ პრაქტიკული გამოყენება ახლავე, და ეს აუცილებლად აყალიბებს კვანტური გამოთვლის მიმდინარე ევოლუცია.

ამავდროულად, IBM Q პლატფორმის ბუნება ნიშნავს, რომ მიღებული გაკვეთილები შეიძლება გადაიზარდოს გაუმჯობესებებად, რაც სასარგებლო იქნება მომხმარებლის ბაზის სიგრძესა და სიგანეზე ძალიან სწრაფად.

რას იღებს IBM იმით, რომ თავისი აპარატურა ხელმისაწვდომი გახადა მომხმარებლებისთვის, რომლებიც სხვაგვარად ვერ შეძლებდნენ კვანტურ კომპიუტერთან მუშაობას? ისე, კვანტური ტექნიკის გამოყენებით მიღებული ყველა სწავლა გავრცელდა მრავალ ლაბორატორიაში. მაგრამ IBM Q-ის წყალობით, ახლა ეს ყველაფერი უბრუნდება საკუთარ პროექტს. ნუ ელით პროგრესის შენელებას უახლოეს მომავალში.

რედაქტორების რეკომენდაციები

• RTX 4090 უკვე გაყიდულია. აი, როგორ შეგიძლიათ კვლავ მიიღოთ ერთი
• დიდი ბრიტანეთის ლაბორატორიაში, რომელიც აკავშირებს ტვინებს კვანტურ კომპიუტერებთან
• მკვლევარებმა კვანტური გამოთვლის შემუშავებაში შექმნეს "დაკარგული ნაჭერი".
• Meet Silq: პირველი ინტუიციური პროგრამირების ენა კვანტური კომპიუტერებისთვის
• Honeywell აკეთებს ნახტომს თერმოსტატიდან კვანტურ კომპიუტერებამდე