Computing kwantik te kapab chanje tout bagay, epi IBM ap fè kous kont Microsoft, Intel ak Google pou metrize li

Jim Clark, direktè pyès ki nan konpitè pwopòsyon nan Intel, ak youn nan processeurs pwopòsyon konpayi an. Foto; Intel

• Òdinatè kwantik yo se yon teknoloji trè enteresan ki kenbe pwomès pou kreye kapasite enfòmatik pwisan pou rezoud pwoblèm ki te deja intratabl.
• Espè yo di ke IBM te dirije wout la nan enfòmatik pwopòsyon, se poutèt sa Google, Intel, Microsoft ak yon pakèt demaraj yo anba enfliyans li.
• Envestisè yo atire demaraj enfòmatik pwopòsyon, ki gen ladan IonQ, ColdQuanta, D-Wave Systems ak Rigetti, ki ta ka deranje mache a.
• Sepandan, gen yon trape: òdinatè modèn pwopòsyon yo jeneralman yo pa osi pwisan oswa serye tankou sipè òdinatè jodi a, epi yo bezwen tou kondisyon espesyal yo kòmanse ak demaraj.

Nan mwa janvye, IBM te fè vag lè li te anonse IBM Q System One, premye òdinatè pwopòsyon nan mond lan ki disponib pou biznis. Aparèy la te loje nan yon ka vè dous ak yon volim 9 pye kib.

Sa a se yon etap enpòtan enpòtan pou òdinatè pwopòsyon, ki toujou sitiye nan laboratwa rechèch. Dapre IBM, achtè yo deja ap chèche jwenn men yo sou teknoloji a, ki montre pwomès nan yon varyete de domèn: chimi, syans materyèl, fabrikasyon manje, aerospace, devlopman dwòg, previzyon mache dechanj e menm chanjman nan klima.

IBM Q System One. Foto: IBM

Rezon ki fè eksitasyon an se ke yon òdinatè pwopòsyon gen pwopriyete w pèdi majik ki pèmèt li trete eksponansyèlman plis enfòmasyon pase yon sistèm konvansyonèl. Yon òdinatè pwopòsyon se pa sèlman yon òdinatè trè vit; plis jisteman, li se yon paradigm enfòmatik konplètman diferan ki mande pou yon repanse radikal.

Ganyan an nan kous teknoloji a pral konpayi an ki pran avantaj de opòtinite yo bay nan teknoloji sa a. IBM, Microsoft, Google ak lòt gwo teknoloji, osi byen ke startups, ap parye sou teknoloji sa a.

Business Insider te mande IBM Q Estrateji ak Vis Prezidan Ekosistèm Bob Sutor sou fason pou fè sistèm sa yo aksesib pou moun: Ki jan moun yo pral jwenn yo? Ki jan anpil moun ka aprann sèvi ak òdinatè pwopòsyon pou fè travay yo?

Gen ti chans pou w wè òdinatè pwopòsyon nan biwo a nenpòt ki lè byento. Ekspè nou te pale ak yo kwè ke malgre yo te disponib nan IBM, li pral yon lòt senk a dis ane anvan informatique pwopòsyon vrèman frape prensipal la. IBM Q System One disponib kounye a sèlman kòm yon sèvis cloud computing pou chwazi kliyan yo. Li pral kèk tan anvan moun ka achte yon bagay tankou sa a epi mete li nan travay pou pwòp rezon yo.

Vreman vre, ekspè yo di ke òdinatè pwopòsyon montre gwo pwomès, men yo lwen pwodiksyon an mas. Yo trè frajil epi yo bezwen kondisyon espesyal pou travay. Anplis de sa, òdinatè pwopòsyon jodi a pa osi serye oswa pwisan tankou òdinatè nou deja genyen yo.

"Nou kwè ke nan apeprè dis ane, yon òdinatè pwopòsyon pral chanje lavi ou oswa mwen," Jim Clark, direktè kenkayri pwopòsyon nan Intel, te di Business Insider. — An reyalite, kounye a nou sèlman nan premye mil maraton an. Sa pa vle di nou pa gen enkyetid sou sa."

Ki sa ki se yon òdinatè pwopòsyon?

Bill Gates te di yon fwa ke matematik ki dèyè pwopòsyon an te depase konpreyansyon li, men se pa tout moun dakò.

"Se yon ti kras nan yon move konsepsyon ke fizik pwopòsyon se fizik epi li twò konplike," Chris Monroe, CEO ak ko-fondatè IonQ, di Business Insider. "Sa ki fè li enkonpreyansib pou anpil moun se ke li se enkonpreyansib, men li se menm enkonpreyansib pou mwen menm jan li se pou ou." Si yon bagay ka nan yon sipèpozisyon, sa vle di ke li ka nan de eta an menm tan. Li etranj paske nou pa fè eksperyans sa a nan mond reyèl la."

Òdinatè nou itilize yo montre done kòm yon seri 1s oswa 0s yo rele kòd binè. Sepandan, yon òdinatè pwopòsyon ka reprezante done kòm 1, 0, oswa, sa ki pi enpòtan, tou de nimewo an menm tan.

Lè yon sistèm ka nan plis pase yon eta an menm tan, yo rele sa "sipèpozisyon," youn nan pwopriyete yo sanble majik nan enfòmatik pwopòsyon. Lòt prensip kle isit la se "entanglement", ki se yon pwopriyete pwopòsyon ki pèmèt de patikil deplase nan senkronizasyon pafè, kèlkeswa distans yo separe fizikman.

Kòm eksplike atik nan Scientific American, de kalite sa yo konbine pou kreye yon òdinatè ki ka trete pi plis done ansanm pase nenpòt sistèm sou mache a jodi a.

Pouvwa yon òdinatè pwopòsyon mezire nan qubits, inite de baz mezi nan yon òdinatè pwopòsyon. Menm jan òdinatè modèn yo gen 32-bit oswa 64-bit processeur (yon mezi ki kantite done yo ka trete nan yon fwa), yon òdinatè pwopòsyon ki gen plis qubits gen siyifikativman plis pouvwa pwosesis.

Anndan yon òdinatè pwopòsyon. Foto: IBM

Syèl la se limit la

Tout sa vle di ke yon òdinatè pwopòsyon ka rezoud pwoblèm ki te deja limite pa pouvwa informatique.

Pa egzanp, yon òdinatè pwopòsyon te kapab byen rezoud pwoblèm nan pi popilè vandè vwayaje, yon pwoblèm enfòmatik konplèks ki mande pou jwenn wout ki pi kout ant plizyè vil anvan ou retounen lakay ou. Li son senp, men si ou gade nan li matematikman, jwenn yon sèl chemen optimal vin pi difisil pandan w ap ajoute plis vil nan wout li yo.

Menm jan an tou, yon òdinatè pwopòsyon ta ka mache nan pwoblèm ki pi difisil, ki pi konsome tan, tamize nan kantite lajan masiv nan done finansye, pharmaceutique, oswa klima pou jwenn solisyon optimal. Vreman vre, pwopòsyon demaraj D-Wave deja kolabore ak Volkswagen pou analize modèl kondwi ak analize nan kantite gwo bri pou ale nan pati anba a.

Se itilite li nan jaden an nan kriptografik diskite. Yon òdinatè pwopòsyon kapab metrize yon metòd chifreman ki diferan de yon chifreman li te ye deja, ki pèmèt li fasil dechifre menm sekrè leta. Gen gwo enterè nan men gouvènman mondyal yo nan karakteristik itil sa a, pandan y ap aktivis yo pè ke avenman nan enfòmatik pwopòsyon ta ka detwi vi prive.

Pwoblèm fizik

Matthew Briss, vis-prezidan R&D nan Gartner te di: “Paske informatique pwopòsyon an toujou nan premye etap li yo, gen anpil enfòmasyon ki pa pwouve. "Men, achtè yo deja ap chèche aplikasyon pou detèmine avantaj konpetitif nan informatique pwopòsyon pou biznis yo," li te di.
Malgre tout battage a, ekspè yo kwè ke òdinatè pwopòsyon yo byen lwen dirije wout la menm jan PC yo te nan ane 1950 yo. Natirèlman, yo ap pran momantòm, men tou dousman.
Brian Hopkins, vis-prezidan ak analis prensipal nan Forrester, te di Business Insider: "Enfòmatik kwantik ka konpare ak yon tren k ap deplase dousman. "Si li deplase yon pous pou chak segonn, Lè sa a, nan yon mwa li pral deja pase de pous pou chak segonn." Byento li pral kòmanse deplase pi vit."

Gwo pwoblèm kounye a se ke yon òdinatè pwopòsyon pa ka fè anyen ke yon òdinatè klasik pa t 'kapab fè. Endistri a ap chèche pou pi devan pou yon moman ki rele sipremasi pwopòsyon, lè òdinatè pwopòsyon yo pral ale pi lwen pase limit aktyèl yo.

"Lè kliyan vin jwenn nou, bagay prensipal yo di nou se ke yo pa pran swen ki modèl li ye osi lontan ke li itil pou biznis yo," di analis Briss. — Pa gen okenn modèl ki ka depase algoritm klasik yo. Nou reyèlman bezwen tann jiskaske pyès ki nan konpitè òdinatè pwopòsyon an kòmanse amelyore."

Katie Pooley, parèy IBM Research, egzamine kriostat ki ede òdinatè pwopòsyon yo kenbe tanperati yo ba. Foto: Andy Aaron, IBM

Gwo pwoblèm nan rete mank de pouvwa informatique. Li sipoze ke sipremasi pwopòsyon pral mande pou yon òdinatè ki gen yon pouvwa 50 qubits. Malgre ke etap enpòtan sa a te reyalize nan laboratwa a, li pa pèmanan epi yo pa ka soutni. Vreman vre, kbit yo ka tou de sijè a erè ak enstab, ki mennen nan pwoblèm ak jenerasyon yo ak diminye potansyèl yo.

Yon lòt faktè enpòtan se plis materyèl. Òdinatè kwantik yo dwe konplètman izole nan anviwònman yo pou yo fonksyone epi yo bezwen tanperati ki ba anpil. Menm pi piti vibrasyon yo ka lakòz kbit yo tonbe, jete yo soti nan sipèpozisyon, menm jan yon timoun frape sou yon tab lakòz pyès monnen k ap vire yo tonbe sou tab la.

Òdinatè pwopòsyon anvan yo, tankou IBM Q System One, yo tèlman ankonbran ke kondisyon izolasyon ak refwadisman ki nesesè yo vin tounen yon defi reyèl. Pi grav pwoblèm sa a se yon mank de eleman ki nesesè yo: câbles supèrkonduktif ak frijidè ba-tanperati. Yo nan gwo mank.

Finalman, sa vle di ke byenke konesans ap amelyore ak teknoloji ap avanse, informatique pwopòsyon toujou pa pratikman posib.

"Youn nan defi yo nan gwoup travay mwen an se manipile materyèl, Silisyòm, metal, pou nou ka kreye yon anviwònman trè omojèn," Intel a Clark te di. - Sa a se fondamantalman pi bon teknoloji semi-conducteurs. Teknoloji nou bezwen pou kreye enfòmatik pwopòsyon nan echèl la poko egziste."
Yon lòt pwoblèm se ke òdinatè pwopòsyon yo gen potansyèl la nye pou bay pouvwa enprevi enfòmatik. Sepandan, pa gen anpil moun nan mond sa a ki aktyèlman gen eksperyans pwogramasyon oswa opere sistèm sa yo, ak achtè potansyèl yo kaptive ap eseye konnen ki jan yo aktyèlman sèvi ak li.

Gwo ras kwantik la

Analis yo di IBM ap dirije kous enfòmatik pwopòsyon an grasa disponiblite komèsyal limite IBM Q System One la. Paske li gen aksè atravè nwaj la, IBM ka kenbe kondisyon espesyal sa yo pou kenbe òdinatè pwopòsyon sa a fonksyone pandan y ap toujou pèmèt kliyan chwazi yo sèvi ak li.

"Mwen panse [òdinatè pwopòsyon IBM an] ap balanse," te di analis Briss. "Mwen panse ke informatique pwopòsyon an kòm yon modèl sèvis se modèl ki dwat." Lè yo mete l nan yon veso epi trete l espesyalman, yo reyèlman ap eseye amelyore kalite li."

Sarah Sheldon ak Pat Gumann IBM ap travay sou yon frijidè disolisyon ki refwadi òdinatè pwopòsyon yo. Foto: IBM

An menm tan an, analis yo note ke nenpòt nan jwè yo nan mache sa a ka gen yon zouti nan nenpòt moman ki pral pèmèt li jwenn pi devan, e ke sa a se toujou yon rivalite nesesè.

Diferan IT gran apwoche pwoblèm sa a yon fason diferan. Intel, IBM, Google ak demaraj enfòmatik pwopòsyon Rigetti ap bati sistèm ki baze sou sikui supèrkondiktè, ki mache ak sipèkonpitè modèn.

microsoft ap pran yon apwòch konplètman diferan e petèt ki pi riske nan ap eseye kreye yon pi bon qubit. Qubit topolojik ke Microsoft ap eseye kreye fragman elektwon pou estoke enfòmasyon nan plizyè kote nan yon fwa, fè li pi estab ak mwens tandans fè destriksyon. Analis Hopkins te di ke li mwens gaya pase sa konpetitè li yo ap eseye bati, men rezilta a ta dwe yon gwo etap pi devan pou tout jaden an nan informatique pwopòsyon.

Hopkins te di: "Yo jwe aza e anpil moun panse ke yo pap janm reyisi.

Sou bò ki pi avantur, demaraj tankou IonQ ak D-Wave ap parye sou teknoloji dènye kri tankou pyèj ion ak pwopòsyon annealing. Senpleman mete, yo ap eseye nan diferan fason yo reyalize pi gwo pèfòmans ak estabilite nan chak qubit, lè l sèvi avèk metòd konplètman nouvo.

"Sa a pèmèt nou bati yon òdinatè pwopòsyon ki rezoud pwoblèm konplèks ak kontinyèlman pwogrese nan fè sa," Mark Johnson, vis prezidan nan pwosesè ak konsepsyon pwodwi pwopòsyon ak devlopman nan D-Wave, te di Business Insider.

Yon syantis pwopòsyon IBM ap mache atravè IBM Q Computing Center nan Thomas J. Watson Research Center nan Yorktown Heights, New York. Foto: Connie Zhou pou IBM

Demaraj kwantik

Onn nan enfòmatik pwopòsyon te pwovoke yon vag enterè envestisè nan demaraj ki gen rapò. Robert Sutor IBM estime genyen anviwon 100 lojisyèl pwopòsyon, pyès ki nan konpitè e menm demaraj konsiltasyon atravè mond lan. Sa a se ti konpare ak mache a demaraj gwo, men pi gwo pase anvan.

"Mwen te nan espas sa a yon bon bout tan, depi nan konmansman an anpil," te di Monroe IonQ a. — Pou yon tan long li te nan anfans li, jiska 5-8 ane de sa li te atire atansyon ak atire envestisman gwo. Li te vin klè ke lè a te rive."

Chris Monroe, CEO ak ko-fondatè demaraj enfòmatik pwopòsyon IonQ. Foto: IonQ

Gen kèk, tankou Rigetti, ki pare pou ale tèt-a-zòtèy ak titan teknoloji ak pwòp chips pwopòsyon yo ak sistèm sofistike enfòmatik pwopòsyon.

"Se nwayo biznis nou an," Betsy Masiello, vis prezidan pwodwi nan Rigetti, te di Business Insider. — Gen anpil konpayi nan espas pwopòsyon an ki ap travay sou aplikasyon lojisyèl nan domèn informatique pwopòsyon. Nou pwodwi microchips epi konstwi sistèm informatique."

Matthew Kinsella, direktè jere Maverick Ventures, di ke li se optimis sou domèn informatique pwopòsyon an. Konpayi li a te ale byen lwen pou envesti nan ColdQuanta, yon konpayi ki fè ekipman yo itilize nan sistèm pwopòsyon. Li espere òdinatè pwopòsyon yo depase sistèm jodi a nan senk a XNUMX ane. Maverick Ventures ap parye sou tèm long la.

"Mwen reyèlman kwè nan informatique pwopòsyon, byenke li ka pran plis tan pase espere anvan yon òdinatè pwopòsyon vin pi bon pase yon òdinatè tradisyonèl pou rezoud pwoblèm chak jou. Kinsella te di.

Laboratwa D-Wave Systems 2000Q. Foto: D-Wave

Kinsella, tankou analis nou te pale ak yo, ap tann yon sa yo rele "kwantik sezon fredi." Gen pouvwa gen battage alantou òdinatè pwopòsyon, men moun yo ap jwenn espwa yo moute, ekspè avèti. Machin yo poko pafè, epi li pral plizyè ane anvan envestisè yo wè rezilta yo.

Nan pèspektiv

Menm pi lwen pase sipremasi pwopòsyon, ekspè yo asire nou ke gen toujou yon kote pou òdinatè tradisyonèl yo ak superordinateurs. Jiska lè sa a, gen toujou pri, gwosè, fyab, ak pwoblèm pouvwa pwosesis yo travay deyò anvan nou ka diskite sou li.

"Nou bezwen pran yon souf," te di analis Briss. "Gen anpil bagay enteresan k ap pase nan zòn sa a ki pran tan." Li se yon konglomera nan fizik, syans enfòmatik ak, franchman, analiz syantifik. Nou pa ta bezwen etidye sa a si nou te konnen tout repons yo, men gen anpil travay rechèch devan yo."

Rigetti pwopòsyon òdinatè. Foto: Rigetti

Sepandan, pou anpil moun li klè ke sa a se tan kap vini an. Jis tankou mizisyen yo nan premye òdinatè mainframe a pa t 'reyalize ke sa a ta evantyèlman mennen nan plis smartphones ki menm gwosè ak palmis. Yon òdinatè pwopòsyon ta ka premye etap la sou yon chemen konplètman nouvo.

Gen kèk, tankou Microsoft VP nan Gouvènans Corporate Todd Holmdahl, ki ase optimis yo di li ta ka pi enpòtan pase entèlijans atifisyèl ak aprantisaj machin jodi a. Li te konn di pitit li yo ke yo ta dwe fè sa yo pasyone e ke yo ka toujou jwenn yon travay nan entèlijans atifisyèl. Koulye a, li pral di menm bagay la tou sou pwopòsyon informatique.

"Sa a se yon zòn ki pral devlope. Nou bezwen moun ki ranpli li epi anpeche li fennen," Holmdahl te di. "Li jwe yon wòl enpòtan nan jenerasyon nou an, ki ban nou opòtinite pou kreye bagay etonan nan tan kap vini an."

Sous: www.habr.com