Вероятно, вы никогда не будете использовать квантовое оборудование самостоятельно, но есть высокая вероятность, что вы получите пользу от исследований, которые не были бы завершены без него. Единицы и нули обычных компьютеров никогда не смогут выполнить ту обработку, на которую способны квантовые вычисления.
Возможности безграничны, но есть одно важное препятствие: если у людей на самом деле нет доступа к квантовым компьютерам, эта технология представляет собой не более чем интригующий научный проект. Если ученые-компьютерщики, академические исследователи и другие не будут иметь доступа к оборудованию, эта область никогда не сделает следующий шаг вперед.
Рекомендуемые видео
Ответ IBM на эту проблему — облачная платформа под названием IBM Q. С момента запуска программы в мае 2016 года пользователи получили возможность использовать квантовые вычисления без прямого доступа к квантовому компьютеру.
Связанный
- Ученые только что совершили прорыв в квантовых вычислениях
- Новый 127-кубитный процессор IBM — крупный прорыв в квантовых вычислениях
- IBM строит самый большой квантовый компьютер и гигантский холодильник для его установки
Самого аппаратного обеспечения может быть не так много, но благодаря IBM Кью, это повсеместно.
Квантовая сборка
Я встретил Боба Сьютора, вице-президента по стратегии и экосистеме IBM Q, на переполненной выставочной площадке конференция IBM Think в апреле. Мы стояли в нескольких дюймах от криостата, части сложной архитектуры, которая делает возможными квантовые вычисления.
«Настоящее квантовое устройство, кубиты, живут в [криостате]. Этот показатель поддерживается на уровне, очень близком к абсолютному нулю. 0,015 кельвина. Это немного выше абсолютного нуля, когда ничего не движется».
«Здесь живет настоящее квантовое устройство — кубиты», — сказал мне Сьютор, указывая на небольшой отсек в основании конструкции. «Этот показатель очень близок к абсолютному нулю. 0,015 кельвина. Это немного выше абсолютного нуля, когда ничего не движется».
Охлаждение является распространенным фактором во многих проектах квантовых вычислений последнего десятилетия. Низкие температуры позволяют легко поддерживать среду, в которой может произойти запутывание. Это одна из самых больших проблем, с которыми сталкиваются ученые и инженеры, работающие в этой области: как сделать окружающую среду достаточно холодной, чтобы оборудование функционировало должным образом?
В то время как самая холодная часть криостата почти достигает абсолютного нуля, верхняя часть конструкции имеет относительно мягкую температуру в четыре градуса Кельвина. Каждая секция постепенно становится холоднее сверху вниз, и этот процесс, по-видимому, занимает в общей сложности 36 часов. Сьютор называет его «прославленным перегонным кубом», имея в виду способ, которым гелий используется для проведения процесса дистилляции, который выводит тепло.
Фиктивное оборудование
Рассказывая мне об этом сложном оборудовании, Сьютор признает, что этот конкретный пример на самом деле не используется для выполнения вычислений в рамках платформы IBM Q.
Он говорит мне, что кубиты — подделка: «Зачем помещать один из наших современных чипов в нечто, что просто бродит повсюду?» - и что сам криостат немного более «прочен», чем настоящий Маккой, чтобы гарантировать, что он не развалится во время прессования тур.
«Зачем помещать один из наших современных чипов в то, что просто бродит повсюду?»
Мы освещали квантовые вычисления для Digital Trends в течение многих лет, и нам по-прежнему было интересно увидеть аппаратное обеспечение «во плоти», даже если на самом деле оно было всего лишь копией. Но тот факт, что IBM чувствует необходимость носить с собой физическое представление своих квантовых усилий, многое говорит о текущем состоянии этой технологии.
В течение многих лет квантовые вычисления были не чем иным, как вопросом «а что, если?», который очаровывал ученых-компьютерщиков. Тогда это был эксперимент. Теперь он занимает странную нейтральную зону, предлагая исследователям прямую пользу еще до того, как были обещаны крупномасштабный универсальный квантовый компьютер было выполнено. Тем не менее, это по-прежнему относительно нишевая технология, хотя IBM делает все возможное, чтобы сделать ее доступной.
Область квантовых вычислений развивается с поразительной скоростью, но предстоит пройти еще долгий путь, прежде чем она достигнет своего потенциала. Частично проблема заключается в масштабах воплощения этих идей в жизнь.
Сама концепция требовала значительных знаний в области экспериментальной физики, чтобы начать работу. Эту работу необходимо было подкрепить инженерными достижениями – например, спиральными проводами, которые вы видите на изображениях, иллюстрирующих это. статьи были реализованы, чтобы предотвратить разрушение оборудования на части при падении температуры и разрушении металла. контракты. В настоящее время стоит непростая задача по развитию экосистемы вокруг этой технологии.
Потребовалась такая компания, как IBM, чтобы превратить то, что легко могло бы стать научным проектом, в работоспособную и практичную технологию. Но теперь, когда проделана большая фундаментальная работа уже завершеноОсобое внимание уделяется тому, как сделать это оборудование доступным, а также усилиям по дальнейшему внесению дополнительных улучшений.
Работать из дома
«Пару лет назад это был физический проект», — сказал Джерри Чоу, менеджер экспериментальной группы IBM по квантовым вычислениям, выступая перед Digital Trends на конференции Think. «Для этого нужно было находиться в лаборатории. Размещение его в сети было первым шагом».
«Несколько лет назад это был физический проект. Для этого нужно было находиться в лаборатории. Размещение его в сети было первым шагом.
Он отмечает, что частью намерения удаленного доступа, предлагаемого через платформу IBM Q, было скрыть часть базовой физики. Пользователям не обязательно знать, какой вклад вносит процесс охлаждения или как работает сверхпроводящий процессор. Неспособность полностью понять устройство квантового компьютера не является препятствием для входа.
Это может показаться очевидным, учитывая, что большинство из нас используют такие устройства, как смартфоны и ноутбуки ежедневно, не зная, что находится под капотом. Разница в том, что работоспособное квантовое оборудование встречается невероятно редко.
Отсутствие финансов или технических знаний может помешать блестящим исследователям и выдающимся студентам использовать квантовый компьютер для выполнения важной работы. Но IBM Q гарантирует, что даже если у этих людей есть доступ к необходимому им оборудованию.
Здесь мы говорим не просто о будущем потенциале. Чоу рассказал мне, что 75 000 пользователей провели более 2,5 миллионов экспериментов на платформе IBM Q, в результате чего было опубликовано около 60 исследовательских работ. «Есть бумага из Японии о запутанности 16 кубитов и о том, как на самом деле это сделать», — говорит Сьютор. «Это первый раз, когда кто-то действительно сделал это на машине такого типа».
Когда идея квантовых компьютеров впервые стала популярной, один из наиболее частых вопросов, которые люди задавали, заключался в том, когда они смогут ожидать, что такая система заменит их ПК. Эксперты ответили, что пока неясно, будет ли этот тип оборудования предлагать какие-либо ощутимые преимущества перед классическими компьютерами.
Итак, нам не следует ожидать появления квантового компьютера в каждом домашнем офисе – но сейчас, похоже, в краткосрочной перспективе нам не следует ожидать увидеть его и в каждой лаборатории информатики. В нашу взаимосвязанную эпоху из этого следует, что передовые технологии не будут массово внедряться до тех пор, пока не будут устранены все недостатки.
Характер платформы IBM Q означает, что извлеченные уроки можно очень быстро превратить в улучшения для всех.
«Моделью потребления квантов в ближайшем будущем является такой тип доступа к облаку», — отмечает Чоу. На данный момент кажется, что удаленный доступ к квантовому оборудованию является наиболее эффективным подходом.
IBM передает свое оборудование в руки людей, которые могут найти практическое применение прямо сейчас, и это наверняка сформирует продолжающаяся эволюция квантовых вычислений.
В то же время природа платформы IBM Q означает, что извлеченные уроки можно очень быстро превратить в улучшения, которые принесут пользу всей пользовательской базе.
Что получит IBM, сделав свое оборудование доступным для пользователей, которые иначе не смогли бы работать с квантовым компьютером? Что ж, все знания, полученные при использовании квантового оборудования, были бы распределены по многочисленным лабораториям. Но благодаря IBM Q теперь все это возвращается в собственный проект. Не ждите, что прогресс замедлится в ближайшее время.
Рекомендации редакции
- RTX 4090 уже распродана. Вот как вы все еще можете получить его
- Внутри британской лаборатории, которая соединяет мозг с квантовыми компьютерами
- Исследователи создают «недостающий кусочек мозаики» в разработке квантовых вычислений
- Встречайте Silq: первый интуитивно понятный язык программирования для квантовых компьютеров
- Honeywell делает переход от термостатов к квантовым компьютерам
