Ймовірно, ви самі ніколи не будете використовувати квантове обладнання, але є високий шанс, що ви отримаєте користь від досліджень, які неможливо було б завершити без нього. Одиниці та нулі звичайних комп’ютерів ніколи не зможуть виконати таку обробку, на яку здатні квантові обчислення.
Можливості безмежні, але є одна важлива перешкода: якщо люди насправді не мають доступу до квантових комп’ютерів, технологія є не більш ніж інтригуючим науковим проектом. Якщо інформатики, академічні дослідники та інші не матимуть доступу до апаратного забезпечення, галузь ніколи не зробить наступного кроку вперед.
Рекомендовані відео
Відповідь IBM на цю проблему: хмарна платформа IBM Q. Відтоді як програма була запущена в травні 2016 року, вона надає користувачам можливість використовувати квантові обчислення без прямого доступу до квантового комп’ютера.
Пов'язані
- 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
Самого апаратного забезпечення може бути небагато, але завдяки IBM Q, це всюдисуще.
Квантова збірка
Я зустрів Боба Сутора, віце-президента зі стратегії та екосистеми IBM Q, на переповненому виставковому майданчику в конференція IBM Think в квітні. Ми стояли в декількох дюймах від кріостата, частини складної архітектури, яка робить можливими квантові обчислення.
«Справжній квантовий пристрій, кубіти, живуть у [кріостаті]. Це зберігається на рівні, дуже близькому до абсолютного нуля. 0,015 кельвіна. Це трохи вище абсолютного нуля, де нічого не рухається».
«Справжній квантовий пристрій, кубіти, живуть тут», — сказав мені Сутор, вказуючи на маленький відсік у основі конструкції. «Це зберігається на рівні, дуже близькому до абсолютного нуля. 0,015 кельвіна. Це трохи вище абсолютного нуля, де нічого не рухається».
Охолодження є загальним фактором серед багатьох проектів квантових обчислень за останнє десятиліття. Низькі температури дозволяють легко підтримувати середовище, де можливе заплутування. Це одна з найбільших проблем, з якою стикаються вчені та інженери, що працюють у цій галузі: як ми можемо зробити навколишнє середовище достатньо холодним, щоб апаратне забезпечення працювало належним чином.
У той час як найхолодніша частина кріостата майже досягає абсолютного нуля, верхня частина конструкції має відносно приємні чотири градуси Кельвіна. Кожна секція поступово охолоджується зверху вниз, процес, який, очевидно, займає загалом 36 годин. Сутор називає це «прославленим дистиллятором», маючи на увазі те, як гелій використовується для здійснення процесу дистиляції, який вимиває тепло.
Фіктивне обладнання
Коли Сутор розповідає мені про це складне апаратне забезпечення, він визнає, що цей конкретний приклад насправді не використовується для виконання обчислень як частини платформи IBM Q.
Він каже мені, що кубіти підроблені – «навіщо вставляти один із наших сучасних чіпів у те, що просто блукає?» – і що сам кріостат є трохи більш «міцним», ніж справжній McCoy, щоб гарантувати, що він не розпадеться на частини під час пресування тур.
«Навіщо поміщати одну з наших найсучасніших мікросхем у те, що просто блукає?»
Ми роками висвітлювали квантові обчислення для Digital Trends, і все одно було захоплююче побачити апаратне забезпечення «в плоті», навіть якщо воно насправді було лише копією. Але той факт, що IBM відчуває потребу носити з собою фізичне представлення своїх квантових зусиль, багато говорить про поточний статус цієї технології.
Протягом багатьох років квантові обчислення були не більш ніж «що-якщо?», яке захоплювало комп’ютерників. Тоді це був експеримент. Тепер він займає дивну нічийну землю, пропонуючи пряму корисність для дослідників навіть до обіцянки великомасштабний універсальний квантовий комп'ютер було виконано. Тим не менш, це все ще відносно нішева технологія, хоча IBM робить усе можливе, щоб зробити її доступною.
Галузь квантових обчислень розвивається надзвичайною швидкістю, але попереду ще довгий шлях, перш ніж вона розкриє свій потенціал. Частково складним завданням є сам масштаб реалізації цих ідей.
Сама концепція вимагала значного обґрунтування експериментальної фізики, щоб просто зрушити з місця. Цю роботу потрібно було підтримувати інженерними досягненнями – наприклад, згорнуті дроти, які ви бачите на зображеннях, які ілюструють це статті були реалізовані, щоб запобігти розпаду обладнання на частини під час зниження температури та металу контракти. Наразі існує складне завдання розвитку екосистеми навколо цієї технології.
Компанії з масою IBM знадобилося перетворити те, що легко могло б стати науковим проектом, у технологію, яка є працездатною та практичною. Але зараз це велика фундаментальна робота вже завершеноособлива увага приділяється тому, як зробити це обладнання доступним, а також зусиллям, спрямованим на продовження поступового вдосконалення.
Робота з дому
«Кілька років тому це був фізичний проект», — сказав Джеррі Чоу, менеджер групи експериментальних квантових обчислень IBM, виступаючи перед Digital Trends на конференції Think. «Для цього потрібно було бути в лабораторії. Розмістити його в Інтернеті було першим кроком».
«[Кілька] років тому це був проект з фізики. Для цього потрібно було бути в лабораторії. Розмістити його в Інтернеті було першим кроком.
Він зазначає, що частиною наміру віддаленого доступу, який пропонується через платформу IBM Q, було приховати частину основної фізики. Користувачам не обов’язково знати, що сприяє процесу охолодження — або як працює надпровідний процесор. Неможливість повністю зрозуміти конструкцію квантового комп’ютера не є перешкодою для входу.
Це може здатися очевидним, оскільки більшість із нас використовує такі пристрої, як смартфони та ноутбуки щодня, не знаючи того, що знаходиться під капотом. Різниця полягає в тому, що діюче квантове обладнання є неймовірно рідкісним у порівнянні.
Відсутність фінансів або технічного досвіду може перешкодити блискучим дослідникам і видатним студентам використовувати квантовий комп’ютер для виконання важливої роботи. Але IBM Q гарантує, що навіть якщо у цих людей є шлях до необхідного обладнання.
Тут ми не говоримо просто про майбутній потенціал. Чоу сказав мені, що 75 000 користувачів провели понад 2,5 мільйона експериментів на платформі IBM Q, у результаті чого було опубліковано близько 60 наукових статей. «Є папір з Японії про переплутування 16 кубітів і як це зробити», — каже Сутор. «Це вперше хтось зробив це на машині такого типу».
Коли ідея квантових комп’ютерів уперше потрапила в мейнстрім, одним із найпоширеніших питань, яке задавали люди, було те, коли вони можуть очікувати, що така система замінить їхній ПК. Експерти відповіли, що наразі незрозуміло, чи дасть цей тип апаратного забезпечення якісь відчутні переваги перед класичними комп’ютерами.
Отже, ми не повинні очікувати побачити квантовий комп’ютер у кожному домашньому офісі, але тепер, здається, у короткостроковій перспективі ми також не повинні очікувати побачити його в кожній лабораторії інформатики. У нашу взаємопов’язану епоху з цього випливає, що передова технологія не буде масово розгорнута, доки не будуть усунені всі недоліки.
Природа платформи IBM Q означає, що отримані уроки можна дуже швидко перетворити на покращення для кожного.
«Модель споживання квантової енергії в найближчій перспективі — це такий тип доступу до хмари», — зазначає Чоу. На даний момент здається, що віддалений доступ до квантового обладнання є найефективнішим підходом.
IBM передає своє апаратне забезпечення людям, які можуть знайти практичне застосування прямо зараз, і це обов’язково сформує постійна еволюція квантових обчислень.
У той же час природа платформи IBM Q означає, що отримані уроки можна дуже швидко перетворити на вдосконалення, які принесуть користь усій базі користувачів.
Що IBM отримує від того, щоб зробити своє обладнання доступним для користувачів, які інакше не змогли б працювати з квантовим комп’ютером? Що ж, усі знання, отримані від використання квантового обладнання, були б розподілені по численних лабораторіях. Але завдяки IBM Q тепер все це повертається до власного проекту. Не очікуйте, що прогрес скоро сповільниться.
Рекомендації редакції
- RTX 4090 вже розпродано. Ось як ви все ще можете його отримати
- 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
- Honeywell робить стрибок від термостатів до квантових комп’ютерів
