Video: Minecraft, but on a Quantum Computer (November 2024)
Ingenjörer har pratat om kvantberäkning - förmågan att göra databehandling på bitar som visar kvantförvirring och därmed potentiellt kan vara av och på samtidigt - i årtionden. Under de senaste åren har detta löfte blivit närmare verkligheten till följd av utvecklingen av kvantglödgningssystem som de som tillverkas av D-Wave, och de allmänna ändamålen för kvantprocessorer utvecklas av företag som IBM och Intel och försöker skapa ny programmering språk utformade för kvantberäkning.
Vid CES tidigare denna månad meddelade Intel att det hade ett system med 49 qubits - eller bitar som har funnits i ett kvanttillstånd - i ett partnerskap med Nederländerna-baserade Qutech. Detta nya system, kallad Tangle Lake, är ett stort steg upp för bara två månader sedan när företaget tillkännagav ett 17-kbitbit-system.
Men jag var mer intresserad av att se IBMs visning av sina kvantberäkningsframsteg, eftersom företaget nyligen hade tillkännagett ett 50-qubit-system, och kanske viktigare, har några allmänna kvantberäkningsenheter som dess kunder faktiskt kan använda.
Vid utställningen presenterade Jeff Welser, Vice President och Lab Director för IBM Research Lab i Almaden (nära San Jose), kvantdatorn och beskrev det grundläggande systemet. Datorn i sig är relativt liten, men kylsystemen som krävs för att den ska fungera är enorma; det behöver faktiskt ett rum fullt av kylenheter, med vakuumpumpar och kylskåp med flytande helium för att få temperaturen ner till 10 till 15 millikelvin, vilket är kallare än till och med yttre rymden (som i genomsnitt är cirka 3 kelvin).
Vad som faktiskt är tillgängligt för utvecklare och forskare just nu är en 16-kbitversion av maskinen som är tillgänglig via en webbplats, samt en 20-kbitversion som specifika kunder kan använda, inklusive partners som JSR och Hitachi Metals. Dessa system ligger faktiskt på IBMs forskningsanläggning i Yorktown Heights, NY. 50-kbitversionen förväntas vara tillgänglig för partners senare i år.
Det är inte bara antalet qubits som betyder, säger Welser, utan hur mycket tid systemet är i "koherens" för att generera resultat. I praktiken, sa han, kör du samma beräkningar flera gånger och genomsnittet av resultaten. Kombinationen av antalet qubits, antalet samtidiga sammankopplingar och felhastigheten skapar "kvantvolymen" som verkligen är viktig för att lösa problem.
Welser sa att han trodde att med ett 50-100 kvbit-system kommer användare att kunna göra saker som inte är möjliga med konventionella datorer.
Welser sade att den första verkliga applikationen sannolikt kommer att vara materialanalys med kvantkemi, och i synnerhet simulering av olika typer av polymerer och nya legeringar. Det beror på att du kan simulera vikt, styrka och andra egenskaper, vilket tidigare var en ansträngning som innebar en hel del test och fel.
Andra möjliga applikationer för system med begränsat antal qubits inkluderar djup inlärning, eftersom felkorrigering inte är lika viktigt.
Du hör ofta om hur kvantberäkning kan bryta många av dagens krypteringsalgoritmer. Welser erkänner att det kan vara fallet, men sa att du skulle behöva ett miljon-kvbit-system för att göra det, vilket betyder att det inte kommer att vara ett verkligt problem på många år. (Under tiden arbetar många organisationer med att distribuera algoritmer som inte kommer att påverkas; hoppet är att dessa nya algoritmer kommer att finnas på plats innan kvantdatorerna är klara.)
Kvantberäkning är inte den typ av sak som kommer att påverka de flesta organisationer i flera år, men presentationen erbjöd ett intressant inblick i vissa specifika applikationer som inom kort kommer att vara möjliga, liksom en möjlig framtid för mer generell datoranvändning.
Här är en affisch som förklarar hur hela systemet fungerar.
