IBM продаст использование своего нового 17-кубитового квантового компьютера над облаком
IBM создала 17-кубитный квантовый компьютер и планирует планировать работу с другими компаниями с помощью облачных вычислений. Хотя это важный шаг, недостаточно сделать квантовые компьютеры по-настоящему конкурентоспособными по сравнению с суперкомпьютерами. Что потребуется, чтобы вычислить квантовые вычисления в коммерческую сферу - и как долго мы туда доберемся »// en.wikipedia.org/wiki/7_nanometer« target = «_ blank»> уже постепенно прекращается Intel и будущими устройствами, использующими функцию размеры 7 нм и меньше будут производиться из материалов, таких как индий-галлий-арсенид (InGaAs).
Увеличение вычислительной мощности может больше не уменьшаться. Изображение предоставлено Ричардом Уилером (CC BY-SA 3.0)
Одним из решений для увеличения вычислительной мощности является использование квантовых компьютеров (хотя их создание вряд ли позволит быстрее использовать потребительские устройства). Общее приложение зависит от потока управления, дискретной математики и обработки ввода-вывода. Однако квантовый компьютер предназначен для решения статистических задач и сценариев, связанных с большими объемами данных. Лучший способ понять это - сравнить классический процессор (например, i7) с воображаемым квантовым процессором (например, iQ7). I7 может добавить 1000 номеров вместе намного быстрее, чем q7, но q7 может решить игру (например, шашки) намного быстрее, чем i7 из-за возможного количества ходов, которыми обладает игра.
Итак, почему квантовые компьютеры настолько хороши при параллельном сжатии данных?
Классический компьютер состоит из транзисторов, которые обрабатывают два возможных состояния: on (1) и off (0). Для каждого дополнительного бита объем информации, который может быть представлен, равен 2n, где n - количество бит. Например, четыре бита могут представлять одно из 16 возможных состояний, а восемь бит могут представлять одно из 256 возможных состояний.
Для сравнения, квантовый бит - или кубит - может содержать три состояния: on (1), off (0) и состояние суперпозиции. В то время как состояния включения и выключения ведут себя одинаково с классическими битами, суперпозиция - это то, что управляет квантовыми вычислениями. Эта суперпозиция представляет собой линейную вероятность, лежащую между 0 и 1, позволяющую четырем кубитам представлять все 16 разных состояний в то же время, когда каждое из этих 16 состояний имеет сложную амплитуду, отражающую ее вероятность наблюдения.
Прочитайте больше
- Квантовые мосты - новые квантовые излучатели могут революционировать квантовые вычисления
- IBM предоставляет доступ к публичному облаку для нового квантового компьютера 5-Qubit
- Доступное излучение фотонов может привести к квантовым вычислениям из лаборатории
IBM 17-Qubit Computer
Поэтому довольно очевидно, что квантовые вычисления обеспечивают множество преимуществ по сравнению с классическими компьютерами для комплексной параллельной обработки данных. Хотя такие задачи обычно не встречаются в повседневном устройстве, они почти слишком распространены во многих отраслях, включая обработку финансовых данных, страхование, научные модели, запасы нефти и исследования. В настоящее время суперкомпьютеры используются для такой параллельной обработки данных, но, если имеется квантовый вариант, безопасно полагать, что каждый из этих секторов сделает все, чтобы получить один.
Это был один из основных приводов в квантовой компьютерной технологии со многими компаниями, пытающимися создать такую машину. Например, D-Wave Systems имеют свои серии специализированных процессоров квантового отжига, в то время как многие другие исследователи и компании пытаются найти методы создания универсальных квантовых ворот.
Q-квантовый компьютер IBM. Изображение предоставлено IBM
Тем не менее, IBM только что взяла на себя инициативу с помощью своего 17-кубитного квантового компьютера.
Что делает квантовый компьютер IBM игровым сменщиком в том, что он является универсальным квантовым компьютером, а не узкоспециализированным устройством. Многие другие доступные в настоящее время квантовые системы обычно являются убеждением отжига, что хорошо для задач оптимизации, но не для других квантовых задач, таких как поиск в базе данных. Однако машина IBM может быть сконфигурирована для выполнения практически любой квантовой задачи.
Микросхема IBM с пятью кубитами. Изображение предоставлено IBM через MIT Technology Review
IBM решила продать время на компьютерах для бизнеса и исследователей, используя свою программу IBM Q, доступную через Интернет (т. Е. Через облако). Это позволит разработчикам и исследователям создавать квантовую программу по всему миру, а затем выполнять ее нажатием одной кнопки.
50 Магический номер
IBM сделала шаг вперед с предыдущим 5-кубитным квантовым компьютером. Эта 17-кубитовая машина, очевидно, еще одна веха. Однако многие говорят, что даже 17-кубитный компьютер не «достаточно хорош», потому что классические компьютеры могут обрабатывать одну и ту же информацию за меньшие временные рамки. Фактически, было заявлено, что классические компьютеры могут моделировать квантовые компьютеры размером до 50 кубитов. Это означает, что для того, чтобы квантовый компьютер стал «лучше» при решении квантовых задач, чем классический компьютер, он должен содержать не менее 50 кубитов. Конечно, это предполагает, что такое квантовое компьютерное моделирование на классических компьютерах не улучшается.
Таким образом, Google планирует к концу этого года выпустить 49-кубитный квантовый компьютер. Однако, учитывая разницу в размерах между машиной IBM и предлагаемым аппаратом Google, вполне вероятно, что машина Google не может быть полностью универсальной.
IBM-17-кубитная машина должна быть увеличена, чтобы ее можно было использовать. Изображение предоставлено IBM через Phys.org
Достижимое будущее
Можно с уверенностью сказать, что квантовые компьютеры, несмотря на то, что становятся все более мощными, все еще очень далеки от коммерческого использования. Однако облачная схема IBM использует технически квантовые вычисления в коммерческой сфере.
Суперкомпьютеры по-прежнему очень мощные по сравнению с квантовыми компьютерами, и их соотношение «стоимость-производительность» делает их очень экономичными. Но, в отличие от мощности слияния (которая всегда находится на расстоянии 20 лет), квантовые компьютеры действительно могли дебютировать, когда IBM или Google выпустили первый в мире 50-кубитный компьютер.