211service.com
IBM tommer foran Google i kapløbet om kvantecomputerkraft
Alle mulige ting er koblet til internettet i disse dage, men Jerry Chows computer skiller sig ud. Afkølet af flydende helium bruger hans superledende processor kvantefysik til at omgå regler i hverdagens virkelighed, der begrænser kraften i konventionelle computere.
Chow leder IBMs kvantecomputergruppe ved virksomhedens Thomas J. Watson forskningscenter i Yorktown Heights, New York. Holdet lanceret en hjemmeside i dag med en grænseflade, der lader eksterne programmører og forskere teste algoritmer på den nye chip.
Chow siger, at han ønsker at gøre dem klar til det ubestemte punkt i fremtiden, når denne eksotiske slags cloud-computer er klar til praktisk brug. Vi vil gerne hjælpe folk med at tænke anderledes og lære at programmere en kvantecomputer, siger Chow.
IBM, Google, Microsoft og mange akademiske grupper forsøger alle at udvikle kvantecomputere, fordi de burde være i stand til at løse problemer, der er praktisk talt umulige for konventionelle computere. Ikke mange forskergrupper kan bygge chips som IBM's, og de bliver normalt ikke gjort tilgængelige for andre end udvalgte samarbejdspartnere, siger David Corey , en forsker ved Institute for Quantum Computing ved University of Waterloo, Canada. Og at gøre en chip pålidelig nok til at være tilgængelig 24/7 online er imponerende, siger han. Jeg kender ikke noget system, der viser denne robusthed.
IBMs chip har fem enheder kaldet qubits, der kan repræsentere digitale data ved hjælp af kvantefysik.
Chows gruppe også offentliggjorte detaljer af en anden ny kvantechip i dag. De hævder, at det kommer tættere på end nogen før på at demonstrere alle de fejlkorrektionsfunktioner, der kræves for at lave en universel kvantecomputer, den type kvantecomputer, der bedst forstås af teoretikere. Men en sådan maskine eksisterer ikke, fordi fysikere ikke har fundet ud af, hvordan man fuldt ud kan tæmme den flakhed, der følger med den potentielle kraft ved at repræsentere data ved hjælp af delikate kvantetilstande.
IBMs papir er ikke peer reviewed, men dens seneste chip ville sætte virksomheden lige foran Google i kapløbet om en universel kvantecomputer. Søge- og annoncegiganten etablerede et nyt laboratorium til at bygge kvantechips sidste år (se Googles Quantum Dream Machine).
Alligevel forventer ingen af selskaberne at bygge en universel kvantecomputer meget snart.
Kvantecomputerchips består af enheder kaldet qubits, der repræsenterer digitale data ved hjælp af kvanteeffekter. Deres regnekraft kommer fra mærkelige tricks som at gå ind i en skrøbelig tilstand kaldet en superposition, der kan opfattes som samtidigt 0 og 1. En praktisk universel kvantecomputer ville kræve hundredtusindvis eller millioner af qubits på grund af den betydelige vægt af fejlkorrigerende kode havde brug for. De chips, IBM annoncerede i dag, har fem og syv qubits. Den bedste chip, Googles ledende forsker har lavet, har ni.
Chows team sigter dog også mod en mere begrænset form for kvanteprocessor, der kan tilbyde en genvej til beregningsrigdom. En såkaldt analog kvantecomputer kunne fungere med mindre fejlkorrigerende kode og derfor kræve et meget mindre antal qubits. Det ville kun være i stand til at løse visse problemer, men de ville omfatte kemisimuleringer, der er vigtige for energi- og materialeforskning og maskinlæring, siger Chow.
Scott Aaronson , en lektor ved MIT, siger, at det er et værdigt mål. Han siger, at en samling på kun 50 qubits, der drives på den måde, sandsynligvis vil være den første computer, der demonstrerer kvanteoverherredømme - kraften til at løse et beregningsproblem, der er uhyre vanskeligt og måske praktisk talt umuligt for konventionelle maskiner. (Google rapporterede sidste år et slående resultat ved brug af en kvanteprocessor af et andet design end opstarten D-Wave, men den kom til kort over kvanteoverherredømmet - se Google siger, at dens kontroversielle kvantecomputer virkelig virker.)
Den første klare demonstration af kvanteoverherredømme vil være en enorm milepæl i fysikkens og computervidenskabens historie, siger Aaronson. Det er plausibelt, men ikke sikkert, at det kan opnås i den nærmeste fremtid.
Chow siger, at hans hold har det i kikkerten. Vi er ikke så langt fra at bygge det, siger han. Vi tror på, at 50 qubits er mulige i de næste håndfuld år.
IBM'erne har dog konkurrence. Googles kvantecomputerteam sigter også efter at bygge analoge kvanteprocessorer og vurderer, at de kan have en chip med 100 qubits klar på få år. Akademiske grupper f.eks ved University of Maryland , forsøger også at bygge analoge kvanteprocessorer.
IBMs Chow er uberørt og forudser, at konkurrencen vil intensiveres, efterhånden som det bliver tydeligere, hvad analoge kvanteprocessorer kan være nyttige til. Der er en række virksomheder, der tager fat på IP nu, siger han. Jeg tror, der vil arbejde mere på dette, efterhånden som dette scenarie bliver klarere.