Первый почти «персональный» квантовый компьютер от IBM
Корпорация IBM представила Q System One – компактный модульный квантовый компьютер, который сами представители компании окрестили «первой в мире интегрированной универсальной квантовой вычислительной системой, разработанной для научного и коммерческого применения».
Система представляет собой 20-кубитное вычислительное устройство четвертого поколения, заключенное в герметичный корпус в форме куба с гранью длинной 2,75 м, который выполнен из боросиликатного стекла толщиной 1,27 см. Помимо квантового процессора в корпусе Q System One располагаются различные управляющие модули, а также система охлаждения.
Выбор материала корпуса, по данным ресурса Engadget, обоснован простотой поддержания необходимой для функционирования устройства температуры – порядка 10 милликельвинов, то есть достаточно близко к абсолютному нулю. Кроме того, конструкция корпуса позволяет предохранять компоненты квантового компьютера от нежелательных вибраций, способных привести к возникновению вычислительных ошибок в процессе его работы.
Несмотря на относительную компактность новинки, продемонстрировать полноразмерный работающий прототип в IBM не отважились – вместо него взору публики предстала уменьшенная до 2,25 м версия Q System One с отсутствующей задней панелью, за которой скрываются модули охлаждения, питания и управления, а также без защитного «колпака», под которым прячется собственно квантовый компьютер. Последнее сделано для удобства публики, позволяя им рассмотреть все компоненты устройства.
Тем не менее, по словам Боба Сатора, вице-президента IBM Research, у IBM есть «полностью работоспособный» прототип Q System One в Йорктаун Хайтс (Нью-Йорк, США), который уже применяется при проведении экспериментов. Компания также планирует открыть центр квантовых вычислений в Покипси (Нью-Йорк, США) для работы над усовершенствованной версией Q System One. Создатели еще не решили, подвергнется ли переработке йорктаунский прототип или изделие будет собираться «с нуля».
Квантовые компьютеры в отличие от классических вычислительных машин оперируют не битами, а кубитами, которые могут находится не только в состояниях «1» и «0», но и их суперпозиции. При разработке квантовых вычислительных устройств ученые стараются ввести кубиты в состояние квантовой запутанности. Суть явления заключается в том, что изменение одного кубита всегда влияет на состояние связанных с ним соседей. Благодаря этому квантовые компьютеры потенциально способны демонстрировать высочайшую производительность в вычислениях.
Важной вехой для квантовых технологий считается достижение так называемого квантового превосходства (Quantum supremacy) — способности производить вычисления быстрее классических систем. Главной проблемой квантовых технологий на текущем этапе развития является возникновение в процессе работы большого количество ошибок, нуждающихся в коррекции.
Квантовые технологии считаются перспективными и вызывают интерес у крупнейших игроков рынка вычислительной техники. Так, в январе 2018 г. Intel представиласвой 49-кубитный процессор Tangle Lake, а ранее сообщалось о создании учеными из Мэрилендского университета в Колледж-Парке симулятора53-кубитного квантового компьютера на иттербиевых ионах и «первого в мире коммерческого квантового компьютера» IBM Q, доступ к которому возможен через облачный сервис IBM Cloud. Проект развивался на базе облачной вычислительной платформы IBM Quantum Experience.
IBM применяет квантовые вычисления для решения задач моделирования в химии, так как классические компьютеры не способны смоделировать квантовые состояния даже простой молекулы из-за их большого количества. В перспективе компания планирует заняться моделированием сложных молекул и высокоточным предсказанием химических свойств.
Квантовые вычисления в перспективе могут быть использованы для создания новых медикаментов, так как с их помощью можно моделировать сложные молекулярные и химические реакции. Также они найдут применение в глобальной логистике, где помогут в построении каналов поставок в наиболее загруженные периоды времени. В сфере инвестиций квантовые инструменты применимы для моделирования финансовых данных и ликвидации факторов риска в процессе инвестиций. Кроме того, они дадут возможность обрабатывать колоссальные объемы данных с помощью искусственного интеллекта, что пригодится при поиске изображений или видео. Также квантовые алгоритмы смогут повысить безопасность облачных вычислений и конфиденциальной информации за счет законов квантовой физики.
По материалам ZDnet, Cnews
