Jūs, iespējams, nekad pats neizmantosiet kvantu aparatūru, taču pastāv liela iespēja, ka gūsit labumu no pētījumiem, kurus bez tās nevarētu pabeigt. Parasto datoru vieninieki un nulles nekad nespētu veikt tādu apstrādi, kādu spēj kvantu skaitļošana.
Iespējas ir neierobežotas, tomēr ir viens svarīgs šķērslis: ja cilvēkiem faktiski nav piekļuves kvantu datoriem, tehnoloģija ir tikai intriģējošs zinātnes projekts. Ja datorzinātniekiem, akadēmiskajiem pētniekiem un citiem nebūs piekļuves aparatūrai, šī joma nekad nespers nākamo soli uz priekšu.
Ieteiktie videoklipi
IBM atbilde uz šo problēmu ir a mākoņa platforma ar nosaukumu IBM Q. Kopš programmas palaišanas 2016. gada maijā, tā lietotājiem ir devusi iespēju izmantot kvantu aprēķinus bez tiešas piekļuves kvantu datoram.
Saistīts
- Zinātnieki tikko panāca izrāvienu kvantu skaitļošanā
- IBM jaunais 127 kubitu procesors ir nozīmīgs sasniegums kvantu skaitļošanā
- IBM būvē lielāko kvantu datoru un milzīgu ledusskapi, kurā to ievietot
Pati aparatūra var nebūt pietiekami daudz, taču, pateicoties IBM Q, tas ir visuresošs.
Quantum Build
Es satiku Bobu Sutoru, IBM Q stratēģijas un ekosistēmas viceprezidentu, pārpildītā izstādē plkst IBM Think konferencē aprīlī. Mēs stāvējām collu attālumā no kriostata, kas ir daļa no sarežģītas arhitektūras, kas padara iespējamu kvantu aprēķinu.
"Faktiskā kvantu ierīce, kubiti, dzīvo [kriostatā]. Tas tiek turēts ļoti tuvu absolūtai nullei. 0,015 kelvini. Tas ir nedaudz virs absolūtās nulles, kur nekas nekustas.
"Šeit dzīvo patiesā kvantu ierīce, kubiti," Sutors man teica, norādot uz nelielu nodalījumu struktūras pamatnē. "Tas tiek turēts ļoti tuvu absolūtai nullei. 0,015 kelvini. Tas ir nedaudz virs absolūtās nulles, kur nekas nekustas.
Saldēšana ir izplatīts faktors starp daudziem kvantu skaitļošanas projektiem pēdējo desmit gadu laikā. Zema temperatūra ļauj viegli uzturēt vidi, kurā var notikt sapīšanās. Tas ir viens no lielākajiem izaicinājumiem, ar ko saskaras zinātnieki un inženieri, kas strādā šajā jomā: kā padarīt apkārtējo teritoriju pietiekami aukstu, lai aparatūra darbotos, kā paredzēts.
Kamēr kriostata aukstākā daļa gandrīz sasniedz absolūto nulli, konstrukcijas augšdaļa ir salīdzinoši mīksta, četri kelvina grādi. Katra sadaļa kļūst arvien aukstāka no augšas uz leju, process, kas acīmredzot kopumā aizņem 36 stundas. Sutors to dēvē par “slavinātu destilētu”, atsaucoties uz veidu, kā hēlijs tiek izmantots destilācijas procesam, kas izskalo siltumu.
Manekena aparatūra
Kamēr Sutors ar mani runā par šo sarežģīto aparatūru, viņš atzīst, ka šis konkrētais piemērs faktiski netiek izmantots, lai veiktu aprēķinus kā daļu no IBM Q platformas.
Viņš man saka, ka kubiti ir viltoti — "kāpēc vienu no mūsu modernākajiem mikroshēmām ievietot kaut ko, kas vienkārši klīst apkārt?" - un ka pats kriostats ir nedaudz “izturīgāks” nekā īstais McCoy, lai nodrošinātu, ka tas nesadalās gabalos nospiešanas laikā tūre.
"Kāpēc vienu no mūsu modernākajiem mikroshēmām ievietot kaut ko, kas vienkārši klīst apkārt?"
Mēs jau gadiem esam aptvēruši kvantu skaitļošanu programmā Digital Trends, un joprojām bija aizraujoši redzēt aparatūru “miesā”, pat ja tā patiesībā bija tikai kopija. Taču fakts, ka IBM uzskata, ka ir nepieciešams fiziski atspoguļot savus kvantu centienus, liecina par šīs tehnoloģijas pašreizējo stāvokli.
Gadiem ilgi kvantu skaitļošana bija tikai “kā būtu, ja?”, kas fascinēja datorzinātniekus. Tad tas bija eksperiments. Tagad tas aizņem dīvainu neviena zemi, piedāvājot tiešu noderīgumu pētniekiem pat pirms solījuma liela mēroga universāls kvantu dators ir izpildīts. Tomēr tā joprojām ir salīdzinoši nišas tehnoloģija, lai gan IBM dara visu iespējamo, lai padarītu to pieejamu.
Kvantu skaitļošanas joma attīstās ievērojamā ātrumā, taču vēl ir tāls ceļš ejams, līdz tā sasniegs savu potenciālu. Daļa no izaicinājumiem ir milzīgais šo ideju īstenošanas apjoms.
Pati koncepcija prasīja ievērojamu daudzumu eksperimentālās fizikas, lai sāktu darboties. Šis darbs bija jāatbalsta ar inženieru varoņdarbiem, piemēram, saritinātajiem vadiem, kas redzami attēlos, kas to ilustrē. pants tika ieviesti, lai novērstu aparatūras sadalīšanos gabalos, kad temperatūra pazeminās un metāls līgumiem. Pašlaik ir grūts uzdevums attīstīt ekosistēmu ap šo tehnoloģiju.
Bija vajadzīgs uzņēmums ar lielu IBM spēku, lai pārvērstu kaut ko tādu, kas varētu viegli beigties kā zinātnes projekts, par funkcionālu un praktisku tehnoloģiju. Bet tagad ir liels pamatu darbs jau ir pabeigts, īpaša uzmanība tiek pievērsta tam, kā padarīt šo aparatūru pieejamu, kā arī centienus turpināt veikt pakāpeniskus uzlabojumus.
Darbs no mājām
"Pirms pāris gadiem tas bija fizikas projekts," sacīja IBM eksperimentālās kvantu skaitļošanas grupas vadītājs Džerijs Čovs, runājot ar Digital Trends konferencē Think. "Tas bija kaut kas, kas jums bija jāatrodas laboratorijā. Tās ievietošana tīmeklī bija pirmais solis.
"Pirms dažiem gadiem tas bija fizikas projekts. Lai to izdarītu, jums bija jāatrodas laboratorijā. Tās ievietošana tīmeklī bija pirmais solis.
Viņš atzīmē, ka daļa no IBM Q platformas piedāvātās attālās piekļuves nodoma bija slēpt daļu no pamatā esošās fizikas. Lietotājiem nav obligāti jāzina, ko veicina saldēšanas process vai kā darbojas supravadošais procesors. Nespēja pilnībā izprast kvantu datora inženieriju nav šķērslis ienākšanai.
Tas var šķist acīmredzams, ņemot vērā, ka lielākā daļa no mums izmanto tādas ierīces kā viedtālruņi un portatīvie datori ikdienā bez darba zināšanām par to, kas atrodas zem pārsega. Atšķirība ir tāda, ka operatīvā kvantu aparatūra salīdzinājumā ir neticami reta.
Finanšu vai tehnisko zināšanu trūkums var neļaut izciliem pētniekiem un izciliem studentiem izmantot kvantu datoru, lai veiktu svarīgu darbu. Bet IBM Q nodrošina, ka pat tad, ja šīm personām ir ceļš uz nepieciešamo aparatūru.
Šeit mēs nerunājam tikai par nākotnes potenciālu. Čovs man saka, ka 75 000 lietotāju ir veikuši vairāk nekā 2,5 miljonus eksperimentu IBM Q platformā, un rezultātā ir publicēti aptuveni 60 pētnieciskie raksti. "Ir papīrs no Japānas par 16 kubitu sapīšanu un to, kā jūs to darītu," saka Sutors. "Šī ir pirmā reize, kad kāds to patiešām ir izdarījis ar šāda veida mašīnām."
Kad ideja par kvantu datoriem pirmo reizi nonāca plašumā, viens no visbiežāk uzdotajiem jautājumiem bija, kad viņi varētu sagaidīt, ka šāda sistēma aizstās viņu datoru. Eksperti atbildēja, ka pagaidām nav skaidrs, vai šāda veida aparatūrai būtu kādas taustāmas priekšrocības salīdzinājumā ar klasiskajiem datoriem.
Tāpēc mums nevajadzētu gaidīt, ka katrā mājas birojā redzēsim kvantu datoru, taču tagad šķiet, ka īstermiņā mums nevajadzētu sagaidīt, ka tādu redzēsim arī katrā datorzinātņu laboratorijā. Mūsu savstarpējo saistību laikmetā no tā izriet, ka progresīvākā tehnoloģija netiktu masveidā ieviesta, kamēr nav izgludinātas visas domstarpības.
IBM Q platformas būtība nozīmē, ka gūtās mācības var ļoti ātri pārvērst par uzlabojumiem ikvienam.
"Kvantu patēriņa modelis tuvākajā laikā ir šāda veida mākoņa piekļuve," atzīmē Čovs. Pagaidām šķiet, ka attālināta piekļuve kvantu aparatūrai ir visefektīvākā pieeja.
IBM nodod savu aparatūru tādu cilvēku rokās, kuri šobrīd var atrast praktisku pielietojumu, un tas noteikti veidos notiekošā kvantu skaitļošanas attīstība.
Tajā pašā laikā IBM Q platformas būtība nozīmē, ka gūtās mācības var pārvērst par uzlabojumiem, kas ļoti ātri gūst labumu no lietotāju bāzes garuma un plašuma.
Ko IBM iegūst, padarot savu aparatūru pieejamu lietotājiem, kuri citādi nevarētu strādāt ar kvantu datoru? Nu, visa mācīšanās no kvantu aparatūras izmantošanas būtu izkliedēta daudzās laboratorijās. Bet, pateicoties IBM Q, tagad tas viss tiek atgriezts savā projektā. Negaidiet, ka progress drīz palēnināsies.
Redaktoru ieteikumi
- RTX 4090 jau ir izpārdots. Lūk, kā jūs joprojām varat to iegūt
- Apvienotās Karalistes laboratorijā, kas savieno smadzenes ar kvantu datoriem
- Pētnieki kvantu skaitļošanas attīstībā rada "trūkstošu finierzāģa gabalu".
- Iepazīstieties ar Silq: pirmo intuitīvo programmēšanas valodu kvantu datoriem
- Honeywell veic lēcienu no termostatiem uz kvantu datoriem
