IBM Q не є програмним забезпеченням. Це проект, який розробляється роками і може допомогти квантовим обчисленням розкрити свій величезний потенціал. Майбутнє квантових комп’ютерів може настати раніше, ніж ви думаєте.
Коли минулого тижня надійшла новина про рішення IBM запропонувати перший комерційно доступний універсальний квантовий комп’ютер, це було охарактеризовано як «передача» від IBM Research до IBM Systems. За словами технічного директора компанії та віце-президента з квантових обчислень, технічної стратегії та систем Скотта Краудера, це не зовсім так.
«Це не зовсім «передача», це справді партнерство», — пояснив Краудер. «Це, безперечно, перехідний момент від чистої науки, чистого дослідження до інжинірингу, розробки та комерціалізації».
Пов'язані
- Всередині британської лабораторії, яка з’єднує мозок із квантовими комп’ютерами
- Дослідники створюють «відсутню частину головоломки» в розробці квантових обчислень
- Зустрічайте Silq: першу інтуїтивно зрозумілу мову програмування для квантових комп’ютерів
«Але це 40-і роки», — продовжив він, порівнюючи з визначальною епохою розвитку класичних комп’ютерів. «Це не 60-ті чи 70-ті, це 1940-ті. Ми все ще на початку роботи; ми все ще працюємо над базовими принципами, водночас намагаючись зробити системи доступними для ширшої групи людей».
Люди часто задаються питанням, як квантові обчислення вплинуть на їхнє повсякденне життя. Пропонуючи перший комерційно доступний універсальний квантовий комп’ютер, IBM сподівається це з’ясувати.
Перенесення квантових комп’ютерів у реальний світ
Прес-реліз IBM про її майбутні плани щодо квантового обладнання було наповнено потенційними застосуваннями цієї технології та анімованими цитатами персоналу компанії та експертів у цій галузі. Навпаки, вона не мала інформації про те, коли будуть випущені її квантові комп’ютери. У оголошенні компанії пообіцяли, що універсальні квантові комп’ютери будуть доставлені партнерам «над наступні кілька років». Він також заявив, що має на меті побудувати системи приблизно з 50 кубітів «у найближчі кілька років років».
Ми все ще на початку роботи; ми все ще розвиваємо багато базових принципів.
Той факт, що було оприлюднено лише розпливчасті часові рамки, може змусити декого повірити, що IBM Q — це спроба забезпечити собі місце за квантовим столом без встановлення будь-яких планів. Однак Краудер стверджує, що за зачиненими дверима є чіткий графік.
«Так, у нас всередині є жорстке визначення «наступних кількох років», — засміявся він. «Ми оголосили, що цього року маємо намір запропонувати системи вибраній групі галузевих партнерів. Ми сказали, що оновимо їх приблизно до 50-кубітного розміру протягом наступних кількох років».
IBM Q — це не проект, створений лише для гарного висвітлення в пресі. Насправді Краудер конкретно посилався на намір компанії зробити квантові системи «реальними», а не просто «презентаціями PowerPoint і програмним забезпеченням».
Хоча деталі часових рамок тримаються в таємниці, IBM покладає великі надії, що IBM Q зможе сприяти наступній еволюції квантових обчислень. І хоча компанія не готова поділитися з громадськістю детальним графіком, у неї немає таких застережень щодо визначення того, чим її квантове обладнання відрізняється від інших систем на ринку.
Що в імені?
Якщо ви не дуже уважно стежили за розвитком квантових обчислень, можливо, ви були збентежені, коли IBM анонсувала перший комерційно доступний універсальний квантовий комп’ютер минулого тижня, оскільки D-Wave постачає квантове обладнання корпоративним користувачам протягом кількох років.
Однак D-Wave піддається критиці за те, як вона представляє своє обладнання. Компанія просуває свої продукти на основі їхньої кількості кубітів — до якої має доступ її найновіша система 2000 кубітів, що набагато більше, ніж прагнення IBM створити 50-кубітну систему в найближчі кілька днів років. Однак обидва напрямки апаратного забезпечення не можна безпосередньо порівнювати, оскільки D-Wave створює квантові віджиги, які можуть вирішувати лише певні проблеми. IBM працює над універсальними квантовими комп’ютерами, які, як і класичні комп’ютери, можуть вирішувати багато проблем.
Створення Quantum спільноти з IBM Q
«Я думаю, що люди, які глибоко знайомі з цією сферою, розуміють відмінності», — сказав Краудер. «Але навіть середньостатистичного технолога це справді збиває з пантелику».
«Ми пропонуємо не систему з фіксованими функціями, це універсальну систему», — додав він. «Але що ще важливіше, потужність квантових обчислень, яка викликає у всіх справжнє захоплення, — це концепція, за допомогою якої ви можете досліджувати експоненціальний простір».
Краудер має на увазі концепцію повної квантової заплутаності, яка дозволяє кубітам займати ширшу смугу станів, ніж двійкове ввімкнення/вимкнення традиційних бітів. Для створення квантового комп’ютера, який не можна змоделювати на класичному комп’ютері, у цьому стані знадобиться лише близько 40 або 50 кубітів. Наразі точаться дебати щодо того, чи може апаратне забезпечення D-Wave запропонувати ці переваги перед традиційними системами, навіть за значно більшої кількості кубітів.
Навіть у своїй поточній формі квантове обладнання IBM є кроком далі, ніж те, що раніше пропонувалося комерційно. Але щоб реалізувати свої високі амбіції щодо проекту, компанія не просто шукає клієнтів; шукає партнерів.
Як «Дочасний доступ», але для квантових комп’ютерів
IBM розраховує розгорнути свої перші квантові системи «раннього доступу» для вибраних галузевих партнерів до кінця 2017 року. Однак це не буде традиційною транзакцією з точки зору придбання апаратного забезпечення у виробника — компанія не просто на словах називає перших користувачів «партнерами».
«Для першої пари, яку ми робимо, ми точно хочемо мати партнерів, з якими ми будемо дуже тісно працювати», — сказав Краудер. «Ми сподіваємося знайти партнерів, які рухатимуть екосистему».
Партнери IBM отримають вигоду від такої установки, оскільки сама апаратна частина буде підтримуватися та періодично оновлюватися компанією. Квантовий комп’ютер має суворі вимоги щодо простору, температури та інших практичних особливостей. Тримаючи систему під пильним наглядом IBM, партнерам буде легше зосередитися на ефективному використанні її можливостей.
IBM не просто шукає клієнтів; шукає партнерів.
Завдяки досвіду IBM Experience IBM уже має досвід надання квантових обчислень через хмару. «Це не те, що ви робите п’ять кубітів у лабораторії, ви штовхаєте штуку кілька разів, і вона працює, ви отримуєте результати, а потім ви б’єте її знову через два місяці, щоб вона знову запрацювала», — сказав Краудер. «Ні, ми продемонстрували, що можемо мати справжній квантовий комп’ютер, який безперервно працює з травня [2016]».
З іншого боку, IBM сподівається, що ці партнерства зможуть визначити майбутнє ініціативи IBM Q. Існують великі питання про те, як і чому компанії вирішать впроваджувати квантове обладнання. Спільна робота з першими користувачами може дати деякі відповіді.
Це має зрозуміти, що IBM Q є довгостроковим проектом. Партнери, які заходять на перший поверх, реєструються, щоб досліджувати незвідані території разом із компанією — що може допомогти їм зайняти перше місце в черзі, коли стануть бізнес-вигоди квантової системи ясно. IBM думає на три кроки вперед. Однак компанія поки що не готова відмовитися від своїх класичних обчислень.
Справжній квантовий стрибок
«Абсолютно», — відповів Краудер, коли ми запитали його, чи сподівається IBM на співіснування квантових і класичних комп’ютерів. «Безумовно, набагато довше за моє життя».
«Класичні комп’ютери добре справляються зі збереженням і обробкою великої кількості даних, і вони роблять це набагато ефективніше, ніж квантові обчислення сьогодні, і, наскільки я бачу, у майбутньому», — пояснив він. «Теоретично універсальні квантові комп’ютери можуть виконувати будь-які функції, які виконує класичний комп’ютер, але, на мій погляд, вони не такі хороші в обробці великої кількості даних. Квантові комп’ютери добре вміють досліджувати великі проблемні простори».
IBM не розглядає квантові комп’ютери як наступне покоління класичних комп’ютерів. Це абсолютно нова категорія апаратного забезпечення, яке має свої сильні та слабкі сторони та потенціал для деяких дуже потужних програм.
Квантова та хімія
Звичайно, це ще незріла технологія. Дослідники в усьому світі досягли значного прогресу в напрямку робочого великомасштабного універсального пристрою квантового комп’ютера в останні роки, але було досягнуто менше прогресу в плані хешування потенціалу програми. Це щось на зразок замкнутого кола.
«З приблизно 20-25-кубітною системою ви все ще можете симулювати цю квантову систему на своєму ноутбуці», — сказав Краудер. «Коли вам стає 40 і приблизно 50, ви навіть не можете по-справжньому вивчити весь простір можливостей на найбільшому в світі суперкомп’ютері. Це цікавий розрив.
«Насправді вам потрібен доступ до квантової системи, щоб справді зрозуміти, як ви будуєте алгоритми та використовуєте випадки для квантової системи», — додав він. «Ви більше не можете симулювати це на класичній системі».
Встановлення орієнтира
Зараз ми настільки рано в процесі побудови універсальних квантових комп’ютерів, що навіть не існує стандартизованого методу порівняння однієї системи з іншою. IBM сподівається вирішити цю проблему за допомогою метрики, яка називається квантовим об’ємом, яка враховує кількість кубітів, якість квантових операцій, зв’язність кубітів, час когерентності, паралелізм тощо.
«Усі ці речі разом говорять про те, наскільки потужним є ваш квантовий комп’ютер з точки зору розміру простору, який він може досліджувати», — сказав Краудер. «Ми дуже відкриті для інших людей, які зважують і вдосконалюють цей еталон, але нам знадобиться якийсь еталон, як з часом, щоб люди могли легко зрозуміти цінність цього квантового комп’ютера порівняно з іншим квантовим комп'ютер; це покоління проти наступного покоління».
Немає навіть стандартизованого методу порівняння однієї [квантової] системи з іншою.
Той факт, що такого тесту немає, демонструє, скільки ще потрібно зробити, щоб перетворити квантові обчислення з багатообіцяючої теоретичної роботи на працездатний комерційний продукт.
«Як я вже сказав, ми живемо в 40-х роках», — сказав Краудер. «У нас ще немає галузевого тесту, щоб класифікувати, наскільки потужна квантова система, але це те, що я думаю, ви побачите швидкий розвиток протягом наступних кількох років, оскільки IBM та інші продовжують висувати поріг на цих системи».
IBM закладає інфраструктуру, яка може виявитися дуже цінною в найближчі роки. Між своїм показником квантової вартості, його відносинами з партнерами IBM Q і досвідом IBM, компанія вже глибоко увійшла в процес перетворення квантових обчислень на ключову складову свого бізнесу інтереси.
«Ми віримо, що дійшли до точки, де бачимо шлях до більших систем у найближчому майбутньому», — сказав Краудер. «Я знаю, що в оголошенні немає конкретних часових рамок, але ми бачимо цей шлях до більших систем. Це доводить справу до точки, коли стає цікаво».
IBM вже інвестувала багато часу та ресурсів у квантові обчислення; IBM Q представляє наступний крок. У компанії є амбіції очолити квантові обчислення як комерційний продукт. Якщо їй вдасться знайти потрібних партнерів на цьому вирішальному етапі, IBM Q може зіграти ключову роль у виведенні технології з дослідницьких лабораторій і розробці її реальних застосувань.
Рекомендації редакції
- Вчені щойно досягли прориву в квантових обчисленнях
- Новий 127-кубітний процесор IBM є великим проривом у квантових обчисленнях
- IBM будує найбільший квантовий комп’ютер — і гігантський холодильник, щоб його поставити
- Honeywell робить стрибок від термостатів до квантових комп’ютерів
- У дивному, дикому та дивовижному світі квантових відеоігор
