Nauji vingiai kelyje į kvantinę viršenybę

IBM

Po dešimtmečius trukusių ažiotažų ir antraščių kvantiniai kompiuteriai pagaliau pasiruošę pademonstruoti savo pranašumą prieš įprastas mašinas.

Tačiau tiksliai, kada tai įvyks, yra šiek tiek neaišku. Be to, dar praeis šiek tiek laiko, kol šios stebuklingos mašinos turės pastebimos įtakos mūsų gyvenimui.

Manoma, kad taškas, kai kvantinė mašina turėtų sugebėti atlikti skaičiavimus, kurie yra pernelyg sudėtingi, kad būtų galima modeliuoti bet kokioje įprastoje mašinoje, o tai yra orientyras, žinomas kaip kvantinis pranašumas, yra maždaug 49 kubitai, kvantinis bitų atitikmuo. vienas arba 0 tradiciniame kompiuteryje.

Atrodo, kad „Google“ tyrėjai pirmauja lenktynėse dėl 49 kubitų mašinos (žr. „Google New Chip Is a Stepping Stone to Quantum Computing Supremacy“). Tačiau anksčiau šią savaitę tyrėjai iš IBM kvantinių tyrimų laboratorijos Yorktown Heights, Niujorke, pademonstravo kad galima modeliuoti kvantinio kompiuterio elgesį už 49 kubitų orientyro, panaudojus keletą sumanių matematinių metodų. IBM taip pat leidžia programuotojams eksperimentuoti su savo kvantiniais kompiuteriais per debesų platformą, vadinamą IBM Q .

Du IBM kvantinio skaičiavimo mokslininkai Hanhee Paik (kairėje) ir Sarah Sheldon tiria vieną iš bendrovės mašinų. IBM

Nemanome, kad bus vienas orientyras ar metrika kvantinio kompiuterio galimybėms įvertinti, sakoma Bobas Wisnieffas , IBM mokslininkas, dalyvaujantis naujame modeliavimo darbe. Mes aktyviai ieškome metodų, rodančių, kad kvantinės mašinos turi pranašumą prieš klasikines sistemas.

Kad kvantinis kompiuteris būtų naudingas, jam reikės žymiai daugiau nei 49 kubitų. Geriausia priemonė bus spręsti tikras problemas, o kada tai taps įmanoma, kol kas neaišku, nors pagreitis auga.

Kad pranoktų tai, ką įprasti kompiuteriai gali pasiekti apdorodami informaciją įprastinių bitų pavidalu, kvantiniai kompiuteriai išnaudoja priešingą intuityvią, tikimybinę fizikos prigimtį atominiu ir subatominiu mastu. Panaudodamos superpoziciją ir įsipainiojimą – sąvokas, kurios glumino ir erzino Einšteiną – šios mašinos gali skaičiuoti iš esmės kitaip, atlikdamos nepaprastai sudėtingus skaičiavimus greičiu, kuris kitu atveju būtų neįsivaizduojamas (žr. 10 Breakthrough Technologies 2017: Practical Quantum Computers).

Nepaisant to, kad kvantinio kompiuterio pajėgumai vertinami pirmyn ir atgal, ekspertai sutaria, kad 49 kubitų pasiekimas vis tiek būtų reikšmingas žingsnis. Bet kuri sistema, kurioje yra daug kubitų, yra vertinga, nes norėdami pasiekti 1 000 arba 1 000 000 kubitų, pirmiausia turime susidoroti su 100, sakoma. Christopheris Monroe , Merilendo universiteto profesorius, studijuojantis kvantinės informacijos teoriją. Kvantinių komponentų modeliavimas vaidina svarbų vaidmenį skatinant pažangą kuriant sudėtingesnes sistemas, nes ne visada praktiška išbandyti dizaino elgseną naudojant tikrą aparatinę įrangą.

Tiek „Google“, tiek IBM kuria savo mašinas naudodamos superlaidžias grandines, aušinamas iki ekstremalių temperatūrų. IBM paskelbė apie 16 kubitų įrenginį, o „Google“ plačiai manoma, kad turi 22 kubitų aparatą, nors bendrovė to dar turi oficialiai patvirtinti.

IBM 16 kubitų lustas.

Kai jie lenktyniauja kurdami pirmuosius praktinius kvantinius kompiuterius, dalyvaujantys asmenys taip pat stengiasi kurti programinės įrangos įrankius, kurie padarys šias mašinas naudingas. Be IBM debesų platformos, šią savaitę „Google“ ir Kalifornijoje įsikūręs startuolis „Rigetti Computing“. paskelbė programinė įranga, skirta cheminiams modeliams paversti tokia forma, kurią gali apdoroti kvantinis kompiuteris. Ši nauja programinė įranga, vadinama OpenFermion , yra laisvai prieinama ir sukurta dirbti su kitais kvantiniais kompiuteriais, įskaitant IBM.

Chemija ir medžiagų mokslas yra pirmasis kvantinio skaičiavimo tikslas, nes ši technologija gali pasiūlyti būdą modeliuoti atomų sąveiką visiškai naujais sudėtingumo lygiais (žr. Chemists Are First in Line to Benefit from Quantum Computing ).

Susijusi istorija

Susijusi istorija

Monroe teigia, kad tokios pastangos kaip „IBM Q“ ir „OpenFermion“ bus labai svarbios atveriant galimas technologijos taikymo sritis, kai ji plečiasi.

Tikiu, kad per ateinančius 5–10 metų turėsime 100 plius kubitų mašinas, kurios bus prieinamos visiems, ir tada bus rasta naudingų programų, sako Monroe. Spėju, kad naudingų kvantinių pritaikymų bus galima rasti tik tada, kai sukursime kvantines mašinas, kurias galės naudoti žmonės, išmanantys sudėtingas logistikos, ekonomikos rinkų, modelių atpažinimo ir medžiagų modeliavimo problemas.

Vis dėlto didėja susidomėjimas, ar kvantiniai kompiuteriai taip pat gali būti naudingi mašininiam mokymuisi Andrew Childsas , kitas Merilendo universiteto profesorius, sako, kad tai tebėra atviras iššūkis. Jis sako, kad iš tiesų yra daug šurmulių apie kvantinį mašininį mokymąsi. Manau, kad ši sritis yra labai įdomi, tačiau jos pažadas toli gražu nėra aiškus.

Scottas Aaronsonas , Teksaso universiteto Ostine profesorius ir jo Kvantinės informacijos centro vadovas sakė a naujausias tinklaraščio įrašas kad IBM dokumentas apie kvantinę viršenybę nesumenkino „Google“ kvantinės viršenybės tikslo svarbos.

Bendravimas el. paštu į MIT technologijų apžvalga , Aaronsonas taip pat perspėjo, kad šis etapas neabejotinai sukels nemažą ažiotažą. Žinoma, yra rizika, kad kvantinės viršenybės dalykai bus per daug išpūsti ir nesuprasti, rašė jis. Ko šioje srityje nebuvo?

paslėpti