Компанія IBM розраховує вже цього року стати піонером на ринку IT-технологій із першим комерційним універсальним квантовим комп'ютером. Система під назвою IBM Q стане доступною для продажу через Інтернет.
Надпровідникові лінії всередині комп'ютера IBM.
IBM Q ще не перевершуватиме звичайних комп’ютерів за жодним із параметрів – принаймні не відразу. Але в компанії кажуть, що він відіграє важливу роль у підготовці ринку для майбутніх машин, які потенційно справлятимуться з набагато складнішими обчисленнями, що багаторазово перевершують можливості традиційних комп’ютерів. Поєднання квантового комп’ютингу з хмарними технологіями на сьогодні є останнім залпом у гарячій битві за створення першого повністю функціонального квантового комп’ютера.
IBM Q, по суті, стане комерційним продовження ноу-хау, що вже існує – хмарного обчислювального сервісу від IBM Quantum Experience, до якого кожен може отримати доступ через Інтернет. Quantum Experience компанія запустила в онлайні у травні 2016-го, а недавно оновила його користувацький інтерфейс. «Досвід використання цієї машини протягом 10 місяців багато чому нас навчив», – каже фізик Джеррі Чоу, який очолює лабораторію квантового комп’ютингу в дослідницькому центрі IBM у Йорктаун-Хейст (штат Нью-Йорк). Quantum Experience надала змогу дослідникам з усього світу, які не мають таких машин, повправлятися у написанні алгоритмів для квантового комп’ютера і протестувати їх на працюючій системі. Стратегія IBM, за словами Дж. Чоу, полягає у створенні наукової спільноти та «екосистеми» довкола цієї технології.
IBM утрималася від чіткої відповіді на питання, коли саме IBM Q вийде на ринок, кажучи лишень, що це відбудеться цього року. Вона також тримає в секреті потужність машини та її ціну. Однак перші клієнти, за твердженням компанії, вишикувалися в чергу, а комерційні партнери вже тестують свої додатки до неї.
Принцип дії квантового комп’ютера ґрунтується на контрінтуїтивних властивостях субатомних частинок, у яких біти інформації, звані квантовими бітами (кубітами), можуть перебувати у кількох станах одночасно, а не лише у 1 чи 0, як це роблять звичні комп’ютерні біти. Ще у 1990-х науковці почали створювати алгоритми для кубітів, які в теорії можуть виконувати обчислення експоненційно швидше, ніж класичні комп’ютери.
Але на практиці заставити достатню кількість кубітів працювати на цих алгоритмах (тобто створити так званий універсальний квантовий комп’ютер) неймовірно складно. Сьогодні є дві основні технології, які більш-менш розв’язують цю проблему. Одна замикає іони у вакуумі за допомогою електричних та магнітних полів, а інша інкорпорує кубіти в мікроскопічні надпровідні мережі, які функціонують за температур, що лише на кілька градусів вищі за абсолютний нуль. IBM зробила ставку на другий підхід.
У гонці за створення першого функціонального універсального квантового комп’ютера бере участь також Google, що започаткувала власну лабораторію з вивчення надпровідних кубітів у Санта-Барбарі (Каліфорнія), а також кілька стартапів, приватних та академічних дослідницьких ініціатив. Усі вони оголосили про власні дорожні карти будівництва таких машин. Однак щоби квантові комп’ютери змогли побити рекорд традиційних комп’ютерів, потрібно пов’язати в мережу, як мінімум, 50 кубітів, а актуального рекорду – 20 – вистачає хіба для простих обчислень.
Quantum Experience від IBM працює усього на п’яти. Хоча цю систему й не можна назвати технологічним шедевром чи проривом, утім, з її допомогою компанії вдалося розв'язати ряд важливих завдань, пов’язаних з роботою машини в онлайні та її адаптації для людей, які не обов’язково є фізиками й не мали попереднього досвіду роботи з системами такого класу. За десять місяців роботи дослідники зі ста країн світу виконали понад 250.000 обчислень на цьому квантовому сервісі. Маючи доступ до таких систем, як Quantum Experience чи IBM Q, програмісти й науковці зі всього світу можуть попрацювати з унікальними викликами квантового програмування, яке дуже відрізняється від програмування традиційних комп’ютерів, адже вимагає розуміння й адаптації до обмежень фізичних кубітів.
Davide Castelvecchi
IBM's quantum cloud computer goes commercial
Nature, 6.03.2017
Зреферував Євген Ланюк