211service.com
„Quantum Inside“: „Intel“ gamina egzotišką naują lustą
Intel
„Intel“ pradėjo gaminti lustus kvantiniams kompiuteriams.
Naujoji aparatinė įranga yra per silpna, kad būtų galima atlikti daug realaus darbo, tačiau ji suteikia stiprų signalą, kad technologija artėja prie realių programų. Mes [perkeliame] kvantinį skaičiavimą iš akademinės erdvės į puslaidininkių erdvę, sako Jimas Clarke'as, „Intel“ kvantinės aparatinės įrangos direktorius.
Nors įprasti kompiuteriai saugo duomenis ir jais manipuliuoja pateikdami dvejetainius vienas smėlis 0 s, kvantinis kompiuteris naudoja kvantinius bitus arba kubitus, išnaudodamas kvantinius reiškinius, kad vienu metu pavaizduotų duomenis daugiau nei vienoje būsenoje. Tai leidžia iš esmės kitaip apskaičiuoti informaciją ir atlikti kai kuriuos lygiagrečius skaičiavimus tiek pat laiko, kiek prireiktų atlikti vieną.
Kvantinė kompiuterija jau seniai buvo akademinis smalsumas, todėl norint patikimai tvarkyti kvantinę informaciją kyla didžiulių iššūkių. Tačiau dabar vis labiau suprantama, kad technologija gali atsirasti tyrimų laboratorijose per keletą metų (žr. 10 Breakthrough Technologies 2017: Practical Quantum Computers).
„Intel“ kvantinė mikroschema naudoja superlaidžius kubitus. Šis metodas grindžiamas esama elektros grandinės konstrukcija, tačiau naudojamas iš esmės kitoks elektroninis reiškinys, kuris veikia tik esant labai žemai temperatūrai. Lustą, galintį valdyti 17 kubitų, per pastaruosius 18 mėnesių sukūrė Oregono laboratorijos tyrėjai ir jis gaminamas „Intel“ gamykloje Arizonoje.
Darbas atliktas bendradarbiaujant su QuTech , olandų įmonė, atsijungusi iš Delfto universiteto, kuri specializuojasi kvantinėje kompiuterijoje. „QuTech“ pastaraisiais metais padarė didelę pažangą kurdama stabilesnius kubitus. 2015 metais „Intel“ į „QuTech“ investavo 50 mln.
„Intel“ mokslininkai pritaikė esamą įmonės 300 nanometrų atverčiamo lusto procesoriaus dizainą, kad palaikytų kvantinio apdorojimo subtilumą. Tai reiškia, kad procesoriai turi dirbti itin žemoje temperatūroje ir turi būti nepralaidūs radijo dažnių trukdžiams. Kubitai yra stabilūs tik esant dideliam šalčiui, o mokslininkai pakeitė medžiagas, grandinės dizainą ir skirtingų komponentų ryšius.
„Intel“ nėra vienintelė įmonė, kuri siekia, kad kvantinis skaičiavimas būtų praktiškas. „Google“, IBM, „Microsoft“ ir kiti taip pat stengiasi sukurti pirmąją kvantinę mašiną, galinčią atlikti realų darbą.
„Intel“ gana vėluoja pradėti žaidimą, tačiau bendrovė lažinasi, kad jos gamybos patirtis gali padėti jai pasivyti arba pranokti savo konkurentus. Clarke'as teigia, kad 2014 m. bendrovė nusprendė sutelkti dėmesį į kvantinį skaičiavimą, manydama, kad tai gali paspartinti pažangą naudojant esamus gamybos metodus. „Intel“ yra vienintelis žaidėjas, turintis pažangias gamybos ir pakavimo technologijas (žr. „Intel Bets It Can Turn Everyday Silicon into Quantum Computing’s Wonder Material“).
Didėjant kvantinių lustų galimybėms, šie įrenginiai turėtų pasiekti lūžio tašką, kai tam tikros rūšies skaičiavimai gali vykti daug greičiau. Tai turėtų iš karto paveikti tokias sritis kaip chemija ir medžiagų mokslas, nes įgalina nepaprastai sudėtingą molekulinį modeliavimą. Tačiau naujos galimybės taip pat gali sukelti daugybę naujų idėjų.
Pastaruoju metu buvo vilties, kad kvantinis skaičiavimas gali būti panaudotas mašininiam mokymuisi paspartinti. Buvo pasiūlyta keletas naujų algoritmų kvantinis mašinų mokymasis , tačiau su kiekvienu iškyla didelių iššūkių.
Jimas Heldas, „Intel Labs“ naujų technologijų direktorius, sako, kad bendrovė kartu su aparatinės įrangos tyrimais tiria algoritmus. Manome, kad hibridinių algoritmų, galinčių panaudoti geriausias klasikines galimybes su kvantinių kompiuterių stipriosiomis pusėmis, pažanga yra labai patobulinta, sako jis.
Hartmutas Nevenas , vadovaujantis „Google“ kvantinio skaičiavimo projektui, teigė, kad bendrovė iki kitų metų sukurs 49 kubitų sistemą. Tuo metu mašina galės atlikti skaičiavimus, kurių nebūtų galima imituoti įprastu superkompiuteriu, ty etalonas, vadinamas kvantinė viršenybė .