Video: Calculatorul cuantic (Octombrie 2024)
Inginerii vorbesc despre calculul cuantic - abilitatea de a face calcul pe biți care arată înțelegerea cuantică și, prin urmare, poate fi pornit și oprit în același timp - de zeci de ani. În ultimii ani, această promisiune s-a apropiat de realitate ca urmare a dezvoltării sistemelor de recoacere cuantice precum cele fabricate de D-Wave, procesoarele cuantice cu scop general fiind dezvoltate de companii precum IBM și Intel și încearcă să creeze noi programări limbaje concepute pentru calculul cuantic.
La CES la începutul acestei luni, Intel a anunțat că are un sistem cu 49 de cb-uri - sau biți care au existat într-un stat cuantic - într-un parteneriat cu Qutech, din Olanda. Acest nou sistem, numit Tangle Lake, este un pas important față de doar două luni în urmă, când compania a anunțat un sistem pe 17 cb.
Dar m-a interesat mai mult să văd modul în care IBM a înregistrat progresele sale de calcul cuantic, întrucât compania a anunțat recent un sistem de 50 de qubit, și poate mai important, are unele dispozitive generale de calcul cuantic pe care clienții săi le pot utiliza efectiv.
În cadrul spectacolului, Jeff Welser, vicepreședinte și director de laborator al IBM Research Lab de la Almaden (lângă San Jose), a prezentat calculatorul cuantic și a descris sistemul de bază. Calculatorul în sine este relativ mic, dar sistemele de răcire necesare pentru ca acesta să funcționeze sunt enorme; are de fapt nevoie de o cameră plină de unități de răcire, cu pompe de vid și frigidere cu heliu lichid pentru a reduce temperatura până la 10 până la 15 milikelvins, care este mai rece decât chiar și spațiul exterior (care este în medie aproximativ 3 kelvins).
Ceea ce este de fapt disponibil pentru dezvoltatori și cercetători în acest moment este o versiune a 16-qubit a mașinii, care este accesibilă printr-un site web, precum și o versiune de 20 de cbite pe care clienții anumiți o pot utiliza, inclusiv parteneri precum JSR și Hitachi Metals. Aceste sisteme sunt de fapt găzduite la unitatea de cercetare IBM din Yorktown Heights, NY. Versiunea de 50 de kilograme este de așteptat să fie disponibilă partenerilor la sfârșitul acestui an.
Nu contează doar numărul de cbits care contează, a spus Welser, dar perioada de timp în care sistemul este în „coerență” pentru a genera rezultate. În practică, a spus el, efectuați aceleași calcule de mai multe ori și medieți rezultatele. Combinația dintre numărul de qubits, numărul de legături simultane și rata de eroare creează „volumul cuantic” care este cu adevărat important pentru rezolvarea problemelor.
Welser a spus că este de părere că, cu un sistem de 50-100 de qubit, utilizatorii vor putea face lucruri care nu sunt posibile cu computerele convenționale.
Welser a spus că prima aplicație reală este probabil să fie analiza materialelor folosind chimia cuantică și, în special, simularea diferitelor tipuri de polimeri și aliaje noi. Asta pentru că puteți simula greutatea, puterea și alte proprietăți, care a fost anterior un efort care a implicat o mulțime de încercări și erori.
Alte aplicații posibile pentru sisteme cu un număr limitat de qubits includ învățarea profundă, deoarece corectarea erorilor nu este la fel de importantă.
Adesea auziți despre cum calcularea cuantică poate sparge multe dintre algoritmii de criptare de astăzi. Welser recunoaște că poate este cazul, dar a spus că veți avea nevoie de un sistem de milioane de qubit pentru a face acest lucru, ceea ce înseamnă că aceasta nu va fi o problemă reală timp de mai mulți ani. (Între timp, o mulțime de organizații lucrează la implementarea unor algoritmi care nu vor fi afectați; sperăm că acești noi algoritmi vor fi în funcțiune înainte ca computerele cuantice să fie gata.)
Calcularea cuantică nu este genul de lucruri care vor avea impact asupra majorității organizațiilor de ani de zile, dar prezentarea a oferit o privire interesantă asupra unor aplicații specifice care vor fi în curând posibile, precum și un viitor posibil pentru o calculare mai generală.
Iată un afiș care explică modul în care funcționează sistemul complet.
