Większość laboratoriów zajmujących się kwantowym przetwarzaniem, stara się skonstruować idealną maszynę kwantową opartą o "model bramek" znany dzisiaj. Pozwoliłoby to na uzyskanie superszybkich maszyn, będących odpowiednikami dzisiejszych komputerów. Pracownicy tych laboratoriów sceptycznie patrzą na pracę Kanadyjskiej firmy D-Wave (o której pisano już na Elektrodzie https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2000115.html#9525846 tutaj i https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2565153.html#12288663 tutaj). Firma ta w ostatnich latach rozwija bardzo szybko specjalizowane komputery kwantowe dla firm takich jak Google czy Lockheed Martin. Wynikiem tej współpracy jest fakt, iż Google zatrudnił grupę specjalistów w celu skonstruowania własnej maszyny kwantowej - pierwszego kwantowego komputera pod marką Google - korzystającego z podejścia firmy D-Wave, a nie częstszego podejścia opierającego się o próbę stworzenia kwantowych odpowiedników znanych nam bramek logicznych.
Ogłoszenie przez Google rozpoczęcia prac nad nowym komputerem kwantowym zbiegło się w czasie z zatrudnieniem przez tą firmę Johna Martinisa, profesora fizyki z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara. Martinis szefował zespołowi naukowców, skupionego wokół problemu stworzenia algorytmu korekcji błędów, które mogłyby stabilizować pracę kwantowych bitów - tak zwanych qubitów, wykorzystywanych przez komputery kwantowe do prowadzenia wielu równoległych obliczeń. Interesującą własnością qubitów jest to, iż mogą reprezentować sobą oba stany logiczne - 0 i 1 - w tym samym czasie. Wielu specjalistów, wliczając w to dziennikarzy z IEEE Spectrum, myślało, iż zatrudnienie profesora Martinisa oznacza, iż Google chce startować start prac rozwojowych nad uniwersalnym komputerem kwantowym, który miałby być alternatywą dla tych opartych o podejście maszyn specjalizowanych firmy D-Wave.
Okazało się, iż spekulacje te nie są do końca prawdziwe. Oczywiście, w dalekiej perspektywie Google wraz z Martinisem chcą stworzyć uniwersalny komputer kwantowy, zdolny do prowadzenia rozmaitych obliczeń kwantowych. Jednakże ich najbliższym celem jest stworzenie komputera opartego o wyżarzanie kwantowe (więcej poczytać o tym można na Wikipedii http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_annealing pod tym linkiem - przyp. tłum.), podobnie jak robi to firma D-Wave w komputerach dedykowanych do problemów optymalizacyjnych. W najbliższym czasie Google chce, aby zespół Martinisa skonstruował bardziej stabilną wersję komputera kwantowego opartego o kwantowe wyżarzanie, który zapewniałby dłuższy czas koherencji delikatnych qubitów układu.
"Podchodzimy do tego zagadnienia z założeniem, iż wydłużenie czasów koherencji qubitów spowoduje, iż komputer działający w oparciu o kwantowe wyżarzanie działać będzie lepiej" - mówi profesor Martinis, dodaje też: "Wiemy jak stworzyć koherentne qubity i wiemy, jak skalować tą technikę".
Wyżarzanie kwantowe, samo w sobie, nie jest zbyt kontrowersyjną techniką. Jednakże prace firmy D-Wave ściągnęły nań sporą uwagę, ponieważ ich komputer, poświęcając część koherencji qubitów, skalując szybko maszynę aż do 512 qubitów w przypadku komputera D-Wave Two - o wiele więcej niż udało się osiągnąć w jakimkolwiek systemie eksperymentalnego komputera kwantowego, które to zazwyczaj mają w sobie tylko kilka qubitów. Wielu naukowców podchodzi bardzo sceptycznie do faktu czy komputery takie jak ten, produkowany przez firmę D-Wave, zastąpią kiedykolwiek klasyczne komputery. Póki co maszyny produkowane przez D-Wave nie zaprezentowały osiągów znacznie szybszych niż te klasyczne.
Nowy plan firmy Google jest powolny, ale skuteczny. Zakłada on stworzenie układu działającego o wyżarzanie kwantowe, ale dłużej niż posiadane aktualnie urządzenia, co powinno zapewnić lepsze osiągi. Technologiczny gigant z Mountain View nadal zamierza współpracować z D-Wave w stworzeniu ich większego procesora pod nazwą kodową "Washington", który miałby zawierać aż 1000 qubitów, twierdzi Hartmut Neven, dyrektor generalny działu inżynierii w laboratorium Sztucznej Inteligencji Kwantowej, firmy google. Jednakże plan na stworzenie własnego komputera kwantowego przez Google stara się wyciągnąć z obu podejść to co najlepsze, poprzez zapewnienie stabilności koherencji qubitów i skalowanie tego rozwiązania w górę, w celu zwiększenia ilości qubitów.
Grupa kierowana przez Martinisa budowała już wcześniej komputery kwantowe, jednakże zawierały one tylko do dziewięciu qubitów. Ich urządzenia oparte były o nadprzewodzące obwody kwantowe - podobnie jak maszyny produkowane przez firmę D-Wave. Pracując dla Googla Martinis ma zamiar zwiększać dwukrotnie ilość qubitów co rok i dojść do liczby 40 lub 80 qubitow, stosując proste techniki skalowania. Martinis twierdzi, iż "czterdzieści qubitów to na tyle duża ich liczba, iż można już powiedzieć czy opracowywane urządzenie istotnie zapewnia przewagę w obliczeniach".
W tym samym czasie Martinis wraz ze swoim zespołem rozwijać ma algorytmy korekty błędów w systemach kwantowych dla Googla po to, aby stworzyć system wykrywania i korekcji błędów w uniwersalnym komputerze kwantowym, zbudowanym zgodnie z klasycznym, 'bramkowym' podejściem. W maju bieżącego roku udało im się zademonstrować nowy rodzaj algorytmu korekty błędów, zwany algorytmem powierzchniowym, który mógłby pracować z większą precyzją, analizując operacje kwantowe.
Zatrudnienie profesora Martinisa przez Google sygnalizuje ich zamiar rozszerzania grona utalentowanych naukowców, pracujących w ich Laboratorium Sztucznej Inteligencji Kwantowej. To posunięcie także rozpoczyna nową erę kooperacji pomiędzy naukowcami a firmą D-Wave, oczywiście pod ochronnym parasolem Google - scenariusz niewyobrażalny jeszcze kilka lat temu, z uwagi na sceptycyzm środowiska akademickiego w odniesieniu do produktów firmy D-Wave. Scott Aaronson, teoretyk inżynierii komputerowej w MIT, oraz nieoficjalnie główny krytyk poczynań firmy D-Wave przyklasnął angażowi Martinisa na swoim blogu.
Jeśli chodzi o profesora Martinisa, to jest on bardzo podekscytowany przeprowadzką z uniwersytetu do skupionego na rzeczywistych aplikacjach laboratorium firmy Google. Przewiduje on iż dzięki temu będzie mógł bardziej skupić się na realnej pracy i budowie działającego komputera kwantowego, ponieważ nie będzie rozpraszany problemami takimi jak zdobywanie grantów na badania czy ciągłą rotacją personelu, co jest normalne w środowisku naukowym, gdzie staże postdoktorskie trwają tylko kilka lat. Wielu z wychowanków i współpracowników profesora Martinisa przeniosło się do Google wraz z nim. Studenci profesora kontynuować będą swoją pracę na uniwersytecie w Satna Bardabar, jednakże finansować ich będzie Google.
"Jedną z rzeczy, które zachęciły mnie do współpracy z firmą Google jest realne dążenie i chęć, jaką wyraża Hartmut, do rozwiązywania realnych problemów komputerowych z wykorzystaniem komputerów kwantowych. I to nie w dalekiej perspektywie, tylko tu i teraz" - mówi Martinis, "teraz mamy szansę na ciężką pracę i dokonanie właśnie tego" - dodaje.
Źródło:
http://spectrum.ieee.org/tech-talk/computing/...uantum-computer-will-build-on-dwaves-approach
Fajne? Ranking DIY
