Tikriausiai patys niekada nenaudosite kvantinės aparatūros, tačiau yra didelė tikimybė, kad jums bus naudingi tyrimai, kurių be jos nebūtų buvę galima užbaigti. Įprastų kompiuterių vienetai ir nuliai niekada negalėtų atlikti tokio apdorojimo, kokį sugeba kvantinė kompiuterija.
Galimybės yra neribotos, tačiau yra viena svarbi kliūtis: jei žmonės iš tikrųjų neturi prieigos prie kvantinių kompiuterių, technologija yra šiek tiek daugiau nei intriguojantis mokslo projektas. Jei kompiuterių mokslininkai, akademiniai tyrinėtojai ir kiti neturės prieigos prie aparatinės įrangos, ši sritis niekada nežengs kito žingsnio į priekį.
Rekomenduojami vaizdo įrašai
IBM atsakymas į šią problemą yra a debesų platforma, vadinama IBM Q. Nuo 2016 m. gegužės mėn., kai programa buvo paleista, ji suteikė vartotojams galimybę panaudoti kvantinį skaičiavimą neturint tiesioginės prieigos prie kvantinio kompiuterio.
Susijęs
- Mokslininkai ką tik pasiekė kvantinio skaičiavimo proveržį
- IBM naujasis 127 kubitų procesorius yra didelis laimėjimas kvantinio skaičiavimo srityje
- IBM stato didžiausią kvantinį kompiuterį ir milžinišką šaldytuvą, į kurį jis galės įdėti
Pačios aparatūros gali būti negausios, bet dėka IBM Q, jis yra visur.
Kvantinė statyba
Sutikau Bobą Sutorą, IBM Q strategijos ir ekosistemos viceprezidentą sausakimšoje parodoje konferencijoje IBM Think balandį. Mes stovėjome colių atstumu nuo kriostato, sudėtingos architektūros dalies, kuri leidžia atlikti kvantinį skaičiavimą.
„Tikrasis kvantinis prietaisas, kubitai, gyvena [kriostate]. Tai palaikoma labai arti absoliutaus nulio. 0,015 kelvino. Tai yra šiek tiek virš absoliutaus nulio, kur niekas nejuda.
„Čia gyvena tikrasis kvantinis prietaisas, kubitai“, – pasakė Sutoras, rodydamas į nedidelį skyrių, esantį konstrukcijos apačioje. „Tai palaikoma labai arti absoliutaus nulio. 0,015 kelvino. Tai yra šiek tiek virš absoliutaus nulio, kur niekas nejuda.
Šaldymas yra bendras veiksnys tarp daugelio pastarojo dešimtmečio kvantinės skaičiavimo projektų. Dėl žemos temperatūros lengva išlaikyti aplinką, kurioje gali įvykti įsipainiojimas. Tai vienas didžiausių iššūkių, su kuriuo susiduria šioje srityje dirbantys mokslininkai ir inžinieriai: kaip padaryti, kad aplinka būtų pakankamai šalta, kad aparatinė įranga veiktų taip, kaip numatyta.
Nors šalčiausia kriostato dalis beveik pasiekia absoliutų nulį, konstrukcijos viršus yra palyginti švelnus keturių kelvino laipsnių. Kiekviena sekcija tampa vis šaltesnė iš viršaus į apačią, o procesas, matyt, iš viso trunka 36 valandas. Sutoras jį vadina „šlovintu degaliniu“, turėdamas omenyje būdą, kuriuo helis naudojamas distiliavimo procesui, kuris išplauna šilumą.
Manekeno aparatūra
Sutorui kalbėdamas apie šią sudėtingą aparatinę įrangą, jis pripažįsta, kad šis konkretus pavyzdys iš tikrųjų nėra naudojamas skaičiavimams atlikti kaip IBM Q platformos dalis.
Jis man sako, kad kubitai yra netikri – „kam dėti vieną iš mūsų moderniausių lustų į kažką, kas tiesiog klaidžioja? – ir kad pats kriostatas yra šiek tiek „tvirtesnis“ nei tikrasis „McCoy“, kad jis nesubyrėtų spaudžiant turas.
„Kodėl dėti vieną iš mūsų moderniausių lustų į kažką, kas tiesiog klaidžioja?
Jau daugelį metų nagrinėjome skaitmeninių tendencijų kvantinį skaičiavimą ir vis tiek buvo įdomu pamatyti aparatinę įrangą „kūne“, net jei tai buvo tik kopija. Tačiau tai, kad IBM mano, kad reikia fiziškai pavaizduoti savo kvantines pastangas, byloja apie dabartinę šios technologijos būklę.
Daugelį metų kvantinė kompiuterija buvo šiek tiek daugiau nei „kas būtų, jei?“, kuris žavėjo kompiuterių mokslininkus. Tada tai buvo eksperimentas. Dabar jis užima keistą niekieno žemę ir siūlo tiesioginę naudą tyrinėtojams dar prieš pažadą didelio masto universalus kvantinis kompiuteris buvo įvykdyta. Nepaisant to, tai vis dar gana nišinė technologija, nors IBM daro viską, kad ji būtų prieinama.
Kvantinio skaičiavimo sritis vystosi nepaprastai sparčiai, tačiau dar reikia nuveikti ilgą kelią, kol ji išnaudos savo potencialą. Dalis iššūkių yra didžiulis šių idėjų įgyvendinimas.
Pati koncepcija pareikalavo daug eksperimentinės fizikos įžeminimo, kad tik atsirastų. Šį darbą turėjo palaikyti inžinerijos žygdarbiai, pavyzdžiui, suvynioti laidai, kuriuos matote tai iliustruojančiuose vaizduose. Straipsnis buvo įgyvendintas, kad krintant temperatūrai aparatūra nesuirtų į gabalus ir metalas sutartys. Šiuo metu yra nelengva užduotis sukurti ekosistemą aplink šią technologiją.
Įmonei, turinčiai daug IBM, prireikė tam, kad tai, kas lengvai galėjo virsti moksliniu projektu, paverstų technologija, kuri būtų veiksminga ir praktiška. Bet dabar daug pamatinių darbų jau baigtas, ypatingas dėmesys skiriamas tam, kaip padaryti šią aparatinę įrangą prieinamą, be to, stengiamasi nuolat tobulinti.
Darbas Iš namų
„Prieš porą metų tai buvo fizikos projektas“, – sakė IBM eksperimentinės kvantinės skaičiavimo grupės vadovas Jerry Chow, kalbėdamas „Digital Trends“ konferencijoje „Think“. „Tai buvo kažkas, ką tau reikėjo atlikti laboratorijoje. Jo paskelbimas internete buvo pirmasis žingsnis.
„Prieš [kelerius] metus tai buvo fizikos projektas. Tai buvo kažkas, ką jums reikėjo padaryti laboratorijoje. Pirmas žingsnis buvo jo paskelbimas žiniatinklyje.
Jis pažymi, kad dalis nuotolinės prieigos, siūlomos per IBM Q platformą, ketinimo buvo paslėpti kai kuriuos pagrindinius fizikinius aspektus. Vartotojai nebūtinai turi žinoti, ką prisideda šaldymo procesas arba kaip veikia superlaidus procesorius. Nesugebėjimas visiškai suprasti kvantinio kompiuterio inžinerijos nėra kliūtis patekti į rinką.
Tai gali atrodyti akivaizdu, nes dauguma iš mūsų naudoja tokius įrenginius kaip išmanieji telefonai ir nešiojamieji kompiuteriai kasdien, nežinant, kas yra po gaubtu. Skirtumas yra tas, kad veikianti kvantinė aparatūra yra neįtikėtinai reta.
Dėl finansų ar techninių žinių stokos genialūs mokslininkai ir išskirtiniai studentai negali naudoti kvantinio kompiuterio svarbiems darbams atlikti. Tačiau IBM Q užtikrina, kad net jei šie asmenys turi kelią į jiems reikalingą aparatinę įrangą.
Čia nekalbame tik apie ateities potencialą. Chow man sako, kad 75 000 vartotojų IBM Q platformoje atliko daugiau nei 2,5 milijono eksperimentų ir dėl to buvo paskelbta apie 60 mokslinių straipsnių. "Yra popierius iš Japonijos apie 16 kubitų supainiojimą ir kaip jūs iš tikrųjų tai padarytumėte“, – sako Sutor. „Tai pirmas kartas, kai kas nors iš tikrųjų tai padarė tokio tipo mašinoje.
Kai kvantinių kompiuterių idėja pirmą kartą išpopuliarėjo, vienas iš dažniausiai žmonių užduodamų klausimų buvo, kada jie galėtų tikėtis, kad tokia sistema pakeis jų kompiuterį. Ekspertai atsakė, kad kol kas neaišku, ar tokio tipo aparatinė įranga turėtų kokių nors apčiuopiamų pranašumų prieš klasikinius kompiuterius.
Taigi, neturėtume tikėtis, kad kiekviename namų biure pamatysime kvantinį kompiuterį, bet dabar atrodo, kad artimiausiu metu neturėtume tikėtis jo pamatyti ir kiekvienoje informatikos laboratorijoje. Iš to išplaukia, kad mūsų tarpusavyje susietoje eroje pažangiausia technologija nebūtų masiškai įdiegta tol, kol nebus išlygintos visos įtrūkimai.
IBM Q platformos prigimtis reiškia, kad išmoktas pamokas kiekvienas gali labai greitai paversti patobulinimais.
„Artimiausiu metu kvantinių išteklių vartojimo modelis yra tokio tipo prieiga prie debesies“, – pažymi Chow. Kol kas atrodo, kad kvantinės aparatinės įrangos nuotolinė prieiga yra efektyviausias būdas.
IBM atiduoda savo techninę įrangą į žmonių, kurie dabar gali rasti praktinio panaudojimo rankas, ir tai neabejotinai formuoja nuolatinė kvantinio skaičiavimo evoliucija.
Tuo pačiu metu IBM Q platformos prigimtis reiškia, kad išmoktas pamokas galima paversti patobulinimais, kurie labai greitai praverčia vartotojų bazę.
Ką IBM gauna iš savo techninės įrangos prieinamumo vartotojams, kurie kitaip negalėtų dirbti su kvantiniu kompiuteriu? Na, visas mokymasis naudojant kvantinę aparatinę įrangą būtų paskirstytas daugelyje laboratorijų. Tačiau IBM Q dėka dabar visa tai grįžta į savo projektą. Nesitikėkite, kad pažanga greitai sulėtės.
Redaktorių rekomendacijos
- RTX 4090 jau išparduotas. Štai kaip vis tiek galite jį gauti
- JK laboratorijoje, kuri jungia smegenis su kvantiniais kompiuteriais
- Kurdami kvantinį skaičiavimą, mokslininkai sukuria „trūkstamą dėlionės dalį“.
- Susipažinkite su Silq: pirmoji intuityvi programavimo kalba kvantiniams kompiuteriams
- „Honeywell“ daro šuolį nuo termostatų prie kvantinių kompiuterių
