Sami pravdepodobne nikdy nebudete kvantový hardvér používať, no je tu veľká šanca, že budete mať úžitok z výskumu, ktorý by sa bez neho nedal dokončiť. Jednotky a nuly konvenčných počítačov by nikdy nemohli dosiahnuť taký druh spracovania, aký je schopný kvantový výpočtový systém.
Možnosti sú neobmedzené, no je tu jedna dôležitá prekážka: Ak ľudia v skutočnosti nemajú prístup ku kvantovým počítačom, technológia je len o málo viac ako zaujímavý vedecký projekt. Ak počítačoví vedci, akademickí výskumníci a iní nebudú mať prístup k hardvéru, toto pole už nikdy neurobí ďalší krok vpred.
Odporúčané videá
Odpoveď IBM na tento problém je a cloudová platforma s názvom IBM Q. Od spustenia programu v máji 2016 poskytuje používateľom spôsob, ako využívať kvantové výpočty bez priameho prístupu ku kvantovému počítaču.
Súvisiace
- Vedci práve dosiahli prelom v kvantovej výpočtovej technike
- Nový 127-qubitový procesor od IBM je veľkým prelomom v oblasti kvantových výpočtov
- IBM stavia najväčší kvantový počítač – a obrovskú chladničku, do ktorej ho umiestni
Samotný hardvér nemusí byť bohatý - ale vďaka IBM Q, je všadeprítomný.
Quantum Build
Na preplnenej výstavnej ploche som sa stretol s Bobom Sutorom, viceprezidentom pre stratégiu a ekosystém IBM Q konferencie IBM Think v Apríli. Stáli sme niekoľko centimetrov od kryostatu, ktorý je súčasťou komplexnej architektúry, ktorá umožňuje kvantové výpočty.
„Skutočné kvantové zariadenie, qubity, žijú v [kryostate]. Tá sa udržiava na veľmi blízkej absolútnej nule. 0,015 kelvina. To je kúsok nad absolútnou nulou, kde sa nič nehýbe."
"Skutočné kvantové zariadenie, qubity, žije tu," povedal mi Sutor a ukázal na malú priehradku v spodnej časti konštrukcie. "Toto je udržiavané na veľmi blízkej absolútnej nule." 0,015 kelvina. To je kúsok nad absolútnou nulou, kde sa nič nehýbe."
Chladenie je bežným faktorom mnohých projektov kvantovej výpočtovej techniky za posledné desaťročie. Nízke teploty uľahčujú udržiavanie prostredia, kde môže dochádzať k zapleteniu. Je to jedna z najväčších výziev, ktorým čelia vedci a inžinieri pracujúci v tejto oblasti: ako môžeme zabezpečiť, aby bola okolitá oblasť dostatočne chladná, aby hardvér fungoval podľa plánu.
Zatiaľ čo najchladnejšia časť kryostatu takmer dosahuje absolútnu nulu, horná časť konštrukcie má relatívne vlahých štyri stupne Kelvina. Každá sekcia sa zhora nadol postupne ochladzuje, čo je proces, ktorý zjavne trvá celkom 36 hodín. Sutor to označuje ako „oslávený destilačný prístroj“, ktorý odkazuje na spôsob, akým sa hélium používa na vykonávanie destilačného procesu, ktorý odvádza teplo.
Falošný hardvér
Keď so mnou Sutor hovorí o tomto komplexnom hardvéri, uznáva, že tento konkrétny príklad sa v skutočnosti nepoužíva na spustenie výpočtov ako súčasť platformy IBM Q.
Hovorí mi, že qubity sú falošné – „prečo dávať jeden z našich najmodernejších čipov do niečoho, čo sa len tak potuluje?“ – a že samotný kryostat je o niečo „robustnejší“ ako skutočný McCoy, aby sa zabezpečilo, že sa počas lisovania nerozpadne na kusy turné.
"Prečo dávať jeden z našich najmodernejších čipov do niečoho, čo sa len tak potuluje?"
Kvantovým výpočtom pre Digital Trends sa venujeme už roky a stále bolo fascinujúce vidieť hardvér „v tele“, aj keď to bola v skutočnosti len replika. Ale skutočnosť, že IBM cíti potrebu vláčiť so sebou fyzickú reprezentáciu svojich kvantových snáh, hovorí veľa o aktuálnom stave tejto technológie.
Po celé roky bola kvantová výpočtová technika o niečo viac ako „čo keby?“, ktorá fascinovala počítačových vedcov. Potom to bol experiment. Teraz zaberá zvláštnu zem nikoho a ponúka priamu užitočnosť pre výskumníkov ešte pred prísľubom a veľký univerzálny kvantový počítač bola splnená. To znamená, že je to stále relatívne špecializovaná technológia, aj keď IBM robí všetko pre to, aby bola prístupná.
Oblasť kvantových počítačov sa vyvíja pozoruhodným tempom, ale je ešte dlhá cesta, kým dosiahne svoj potenciál. Súčasťou výzvy je samotný rozsah realizácie týchto myšlienok.
Samotný koncept si vyžadoval značné množstvo uzemnenia v experimentálnej fyzike, len aby sa dostal zo zeme. Túto prácu bolo potrebné podporiť technickými výkonmi – napríklad stočenými drôtmi, ktoré vidíte na obrázkoch článok boli implementované tak, aby sa zabránilo rozbitiu hardvéru na kúsky, keď teploty klesnú a kov zmluvy. V súčasnosti je tu skľučujúca úloha vyvinúť ekosystém okolo technológie.
Trvalo to spoločnosti so silou IBM, aby premenila niečo, čo sa mohlo ľahko skončiť ako vedecký projekt, na technológiu, ktorá je realizovateľná a praktická. Ale teraz veľký kus základnej práce už bola dokončená, existuje zreteľné zameranie na to, ako sprístupniť tento hardvér, spolu s úsilím o postupné zlepšovanie.
Práca z domu
„Pred pár rokmi to bol fyzikálny projekt,“ povedal Jerry Chow, manažér experimentálnej kvantovej počítačovej skupiny IBM, v rozhovore pre Digital Trends na konferencii Think. „Bolo to niečo, na čo ste museli byť v laboratóriu. Umiestniť to na web bol prvý krok.“
„Pred niekoľkými rokmi to bol fyzikálny projekt. Bolo to niečo, na čo ste museli byť v laboratóriu. Umiestniť to na web bol prvý krok.
Poznamenáva, že súčasťou zámeru vzdialeného prístupu ponúkaného prostredníctvom platformy IBM Q bolo skryť niektoré základné fyziky. Používatelia nemusia nevyhnutne vedieť, k čomu prispieva proces chladenia – alebo ako funguje supravodivý procesor. Neschopnosť plne pochopiť inžinierstvo kvantového počítača nie je prekážkou vstupu.
Môže sa to zdať zrejmé, keďže väčšina z nás používa zariadenia ako smartfóny a notebooky na dennej báze bez pracovných znalostí toho, čo sa skrýva pod kapotou. Rozdiel je v tom, že operačný kvantový hardvér je v porovnaní neuveriteľne zriedkavý.
Nedostatok financií alebo technickej odbornosti môže brániť skvelým výskumníkom a vynikajúcim študentom používať kvantový počítač na vykonávanie dôležitej práce. IBM Q však zaisťuje, že aj keď títo jednotlivci majú cestu k hardvéru, ktorý potrebujú.
Nehovoríme tu len o budúcom potenciáli. Chow mi hovorí, že 75 000 používateľov vykonalo viac ako 2,5 milióna experimentov na platforme IBM Q, pričom výsledkom bolo publikovaných približne 60 výskumných prác. "Je tam papier z Japonska o zapletení 16 qubitov a o tom, ako by ste to v skutočnosti urobili,“ hovorí Sutor. "Je to prvýkrát, čo to niekto skutočne urobil na tomto type stroja."
Keď sa myšlienka kvantových počítačov prvýkrát dostala do hlavného prúdu, jednou z najčastejších otázok ľudí bolo, kedy môžu očakávať, že takýto systém nahradí ich PC. Odborníci odpovedali, že v súčasnosti nie je jasné, či tento typ hardvéru ponúkne nejaké hmatateľné výhody oproti klasickým počítačom.
Nemali by sme teda očakávať, že kvantový počítač uvidíme v každej domácej kancelárii – ale teraz sa zdá, že v krátkodobom horizonte by sme ho nemali očakávať ani v každom laboratóriu počítačovej vedy. V našej prepojenej ére z toho vyplýva, že špičková technológia by sa masovo nezaviedla, kým sa nevyženú všetky chyby.
Povaha platformy IBM Q znamená, že získané poznatky možno veľmi rýchlo premeniť na vylepšenia pre každého.
„Modelom spotreby kvanta v krátkodobom horizonte je tento typ cloudového prístupu,“ poznamenáva Chow. Zatiaľ sa zdá, že vzdialený prístup ku kvantovému hardvéru je najefektívnejší prístup.
IBM dáva svoj hardvér do rúk ľuďom, ktorí práve teraz dokážu nájsť praktické využitie, a to určite formuje pokračujúci vývoj kvantových počítačov.
Povaha platformy IBM Q zároveň znamená, že získané poznatky možno veľmi rýchlo premeniť na vylepšenia, ktoré sú prínosom pre dĺžku a šírku používateľskej základne.
Čo má IBM zo sprístupnenia svojho hardvéru používateľom, ktorí by inak nemohli pracovať s kvantovým počítačom? Všetky poznatky z používania kvantového hardvéru by boli rozložené v mnohých laboratóriách. Ale vďaka IBM Q sa teraz všetko vracia do vlastného projektu. Nečakajte, že sa pokrok čoskoro spomalí.
Odporúčania redaktorov
- RTX 4090 je už vypredaný. Tu je návod, ako ho stále môžete získať
- Vo vnútri britského laboratória, ktoré spája mozgy s kvantovými počítačmi
- Výskumníci vytvárajú „chýbajúci kúsok skladačky“ pri vývoji kvantových počítačov
- Zoznámte sa so Silq: Prvý intuitívny programovací jazyk pre kvantové počítače
- Honeywell robí skok od termostatov ku kvantovým počítačom
