IBM Q nu este vaporware. Este un proiect cu ani în derulare care ar putea ajuta calculul cuantic să-și atingă potențialul masiv. Viitorul computerelor cuantice ar putea veni mai devreme decât credeți.
Când au sosit știrile despre mișcarea IBM de a oferi primul computer cuantic universal disponibil comercial săptămâna trecută, acesta a fost caracterizat ca o „transfer” de la IBM Research la IBM Systems. Potrivit CTO al companiei și vicepreședinte pentru calcul cuantic, strategie tehnică și sisteme, Scott Crowder, acesta nu este în totalitate cazul.
„Nu este chiar un „handoff”, ci într-adevăr un parteneriat”, a explicat Crowder. „Acesta este cu siguranță un punct de tranziție de la știință pură, cercetare pură, la inginerie, dezvoltare și comercializare.”
Legate de
- În interiorul laboratorului din Marea Britanie care conectează creierul la computerele cuantice
- Cercetătorii creează „piesa de puzzle lipsă” în dezvoltarea calculului cuantic
- Faceți cunoștință cu Silq: primul limbaj de programare intuitiv pentru computere cuantice
„Dar aici sunt anii ’40”, a continuat el, făcând o comparație cu o eră definitorie în dezvoltarea computerelor clasice. „Acesta nu este anii '60 sau '70, sunt anii 1940. Suntem încă în primele zile; încă conducem multe dintre elementele fundamentale de bază, în același timp în care încercăm să facem sistemele accesibile unui grup mai larg de oameni.”
Oamenii se întreabă adesea cum le va afecta calculul cuantic viața de zi cu zi. Oferind primul computer cuantic universal disponibil comercial, IBM speră să afle.
Aducerea computerelor cuantice în lumea reală
Comunicatul de presă al IBM despre planurile sale viitoare pentru hardware cuantic a fost plin de aplicații potențiale pentru tehnologie și citate animate de la personalul companiei și experți în domeniu. Dimpotrivă, a fost puțină detalii despre momentul în care vor fi lansate computerele sale cuantice. Anunțul companiei a promis că calculatoarele cuantice universale vor fi livrate partenerilor „de peste următorii ani.” De asemenea, a mai spus că urmărește să construiască sisteme cu aproximativ 50 de qubiți „în următoarele câteva ani."
Suntem încă în primele zile; încă conducem multe dintre elementele fundamentale de bază.
Faptul că doar un interval de timp vag a fost făcut public i-ar putea face pe unii să creadă că IBM Q este o încercare de a-și asigura un loc la masa cuantică fără a pune planuri în piatră. Cu toate acestea, Crowder susține că există un program mult ferm în spatele ușilor închise.
„Da, avem o definiție rigidă a „următorilor câțiva ani” pe plan intern”, a râs el. „Am anunțat că intenția noastră este să oferim sisteme unui grup select de parteneri din industrie în acest an. Am spus că le vom face upgrade la o dimensiune de aproximativ 50 de qubiți în următorii câțiva ani.”
IBM Q nu este un proiect conceput doar pentru o bună acoperire a presei. De fapt, Crowder s-a referit în mod special la intenția companiei de a face sistemele cuantice „reale”, mai degrabă decât să fie doar „prezentări PowerPoint și vaporware”.
În timp ce specificul intervalului de timp este păstrat sub secret, IBM are mari speranțe că IBM Q poate ajuta la promovarea următoarei evoluții a calculului cuantic. Și, deși compania nu este pregătită să împărtășească un program detaliat cu publicul, nu are astfel de rezerve în ceea ce privește delimitarea modului în care hardware-ul său cuantic diferă de alte sisteme de pe piață.
Ce este într-un nume?
Dacă nu ați urmărit foarte îndeaproape dezvoltarea calculului cuantic, este posibil să fi fost confuz când IBM a anunțat primul computer cuantic universal disponibil comercial săptămâna trecută, deoarece D-Wave furnizează hardware cuantic utilizatorilor întreprinderilor de mai multe ani.
Cu toate acestea, D-Wave a fost criticat pentru modul în care își prezintă hardware-ul. Compania își promovează produsele pe baza numărului de qubit - la care are acces cel mai recent sistem 2.000 de qubiți, ceea ce este mult mai mult decât aspirația IBM de a produce un sistem de 50 de qubiți în următoarele câteva ani. Cu toate acestea, cele două componente hardware nu pot fi comparate direct, deoarece D-Wave construiește recoacetoare cuantice, care pot rezolva doar anumite probleme. IBM lucrează la calculatoare cuantice universale care, la fel ca un computer clasic, pot aborda multe tipuri de probleme.
Construirea unei comunități cuantice cu IBM Q
„Cred că pentru cei care sunt profund în această zonă, ei înțeleg diferențele”, a spus Crowder. „Dar chiar și pentru tehnologul obișnuit, este cu adevărat confuz.”
„Ceea ce oferim noi nu este un sistem cu funcții fixe, este un sistem universal”, a adăugat el. „Dar mai important decât atât, puterea calculului cuantic care îi încântă pe toată lumea este acest concept prin care poți explora un spațiu exponențial cu el.”
Crowder se referă la conceptul de întricare cuantică completă, care permite qubiților să ocupe o gamă mai largă de stări decât activarea/dezactivarea binare a biților tradiționali. Ar fi nevoie doar de aproximativ 40 sau 50 de qubiți în această stare pentru a crea un computer cuantic care nu poate fi simulat pe un computer clasic. În prezent, există o dezbatere cu privire la dacă hardware-ul D-Wave poate oferi aceste avantaje față de sistemele tradiționale, chiar și la un număr de qubit mult mai mare.
Chiar și în forma sa actuală, hardware-ul cuantic IBM este un pas dincolo de ceea ce a fost oferit anterior comercial. Dar pentru a-și îndeplini ambițiile înalte pentru proiect, compania nu caută doar clienți; caută parteneri.
Ca „Acces timpuriu”, dar pentru computere cuantice
IBM se așteaptă să lanseze primele sale sisteme cuantice de „acces timpuriu” pentru a selecta partenerii din industrie până la sfârșitul anului 2017. Cu toate acestea, aceasta nu va fi o tranzacție tradițională în ceea ce privește achiziționarea de hardware de la un producător - compania nu plătește doar pe buzele când se referă la cei care adoptă timpuriu ca „parteneri”.
„Pentru primul cuplu pe care îl facem, ne dorim cu siguranță să avem parteneri cu care vom colabora foarte strâns”, a spus Crowder. „Sperăm să găsim parteneri care să conducă ecosistemul.”
Partenerii IBM vor beneficia de această configurație, deoarece hardware-ul în sine va fi întreținut și actualizat periodic de către companie. Un computer cuantic are cerințe stricte în ceea ce privește spațiul, temperatura și alte aspecte practice. Menținerea sistemului sub supravegherea IBM va face mai ușor pentru parteneri să se concentreze pe utilizarea capabilităților sale.
IBM nu caută doar clienți; caută parteneri.
IBM are deja un istoric dovedit în furnizarea de calcule cuantice prin cloud, datorită experienței IBM. „Nu este ca și cum ai face cinci qubiți într-un laborator, dai cu piciorul în chestia de câteva ori și funcționează, obții rezultatele, apoi îl dai din nou două luni mai târziu pentru a-l face să funcționeze din nou”, a spus Crowder. „Nu, am demonstrat că putem avea un computer cuantic real care rulează continuu din mai [2016].”
La celălalt capăt al târgului, IBM speră că aceste parteneriate vor putea informa viitorul inițiativei IBM Q. Există încă întrebări mari despre cum și de ce companiile vor alege să implementeze hardware cuantic, lucrul în colaborare cu cei care adoptă timpurie ar putea oferi câteva răspunsuri.
Acest lucru ar trebui să clarifice faptul că IBM Q este un proiect pe termen lung. Partenerii care intră la parter se înscriu pentru a explora teritorii neexplorate alături de companie — care i-ar putea ajuta să obțină primul loc atunci când beneficiile de afaceri ale unui sistem cuantic devin clar. IBM se gândește la trei mișcări înainte. Cu toate acestea, compania nu este încă pregătită să renunțe la eforturile sale clasice de calcul.
Un adevărat salt cuantic
„Absolut”, a răspuns Crowder când l-am întrebat dacă IBM se aștepta să vadă că computerele cuantice și clasice coexistă în viitor. „Absolut, mult mai mult decât toată viața mea.”
„Ceea ce fac bine computerele clasice este să stocheze și să proceseze o mulțime de date, iar acestea fac asta mult mai eficient decât o face calculul cuantic astăzi și, din câte pot vedea în viitor”, a explicat el. „Teoretic, computerele cuantice universale pot îndeplini orice funcție pe care o face un computer clasic, dar, în opinia mea, nu sunt la fel de bune la procesarea multor date. La ce se pricep computerele cuantice este să exploreze spații mari cu probleme.”
IBM nu consideră computerele cuantice ca pe următoarea generație de computere clasice. Este o categorie complet nouă de hardware, care are propriile sale puncte forte, propriile puncte slabe și potențialul pentru unele aplicații foarte puternice.
Cuantică și Chimie
Desigur, este încă o tehnologie imatură. Cercetătorii din întreaga lume au făcut progrese masive către un universal funcțional la scară largă computer cuantic în ultimii ani, dar s-au făcut mai puține progrese în ceea ce privește potențialul de hashing aplicatii. Este ceva cerc vicios.
„Cu un sistem de aproximativ 20-25 de qubiți, puteți încă simula acel sistem cuantic pe laptop”, a spus Crowder. „Când începi să ajungi la 40 de ani și în jur de 50 de ani, nici măcar nu poți explora cu adevărat întregul spațiu posibil pe cel mai mare supercomputer din lume. Este o discontinuitate interesantă.
„De fapt, trebuie să ai acces la un sistem cuantic pentru a înțelege cu adevărat cum construiești algoritmi și cum folosești cazuri pentru un sistem cuantic”, a adăugat el. „Nu o mai poți simula pe un sistem clasic.”
Stabilirea reperului
În prezent, suntem atât de devreme în procesul de construire a calculatoarelor cuantice universale încât nici măcar nu există o metodă standardizată de comparare a unui sistem cu altul. IBM speră să rezolve această problemă printr-o metrică denumită volum cuantic, care ia în considerare numărul de qubiți, calitatea operațiunilor cuantice, conectivitatea qubiților, timpul de coerență, paralelismul și multe altele.
„Toate acele lucruri împreună îți spun cât de puternic este computerul tău cuantic, în ceea ce privește dimensiunea spațiului pe care îl poate explora”, a spus Crowder. „Suntem foarte deschiși către alți oameni care cântăresc și perfecționează acel punct de referință, dar vom avea nevoie de un fel de referință, cum ar fi asta în timp, astfel încât oamenii să poată înțelege cu ușurință valoarea acestui computer cuantic față de un alt cuantic calculator; această generație versus generația următoare.”
Nu există nici măcar o metodă standardizată de comparare a unui sistem [cuantic] cu altul.
Faptul că nu există un astfel de punct de referință demonstrează cât de multă muncă este de făcut pentru a transforma calculul cuantic dintr-o muncă teoretică promițătoare într-un produs comercial viabil.
„După cum am spus, suntem în anii ’40”, a spus Crowder. „Nu avem încă un punct de referință în industrie care să clasifice cât de puternic este un sistem cuantic, dar acesta este genul de lucru pe care eu cred că veți vedea o dezvoltare rapidă în următorii doi ani, deoarece IBM și alții continuă să împingă pragul acestor sisteme.”
IBM stabilește o infrastructură care s-ar putea dovedi a fi foarte valoroasă în anii următori. Între valoarea sa cuantică, relațiile cu partenerii IBM Q și IBM Experience, compania este deja adânc în procesul de a face din calculul cuantic o componentă cheie a afacerii sale interese.
„Credem că am ajuns la punctul în care vedem o cale către sisteme mai mari în viitorul apropiat”, a spus Crowder. „Știu că anunțul nu are termene specifice, dar vedem această cale către sisteme mai mari. Asta duce la punctul în care devine interesant.”
IBM a investit deja o cantitate mare de timp și resurse în calculul cuantic; IBM Q reprezintă următorul pas. Compania are ambiții de a conduce calculul cuantic ca produs comercial. Dacă poate găsi partenerii potriviți în această etapă crucială, IBM Q ar putea juca un rol esențial în scoaterea tehnologiei din laboratoarele de cercetare și în dezvoltarea aplicațiilor sale din lumea reală.
Recomandările editorilor
- Oamenii de știință tocmai au realizat o descoperire în calculul cuantic
- Noul procesor de 127 de qubiți al IBM este o descoperire majoră în calculul cuantic
- IBM construiește cel mai mare computer cuantic - și un frigider uriaș în care să-l introducă
- Honeywell face un salt de la termostate la computere cuantice
- În lumea ciudată, sălbatică și minunată a jocurilor video cuantice
