Mitä kvanttitietokoneiden kanssa todella tapahtuu?

Olen seurannut kvanttitietokoneita tiiviisti yli kahden vuosikymmenen ajan ja vietin viimeiset päivät tapaamassa monia suuria kvanttitietokoneyrityksiä, kuunnellessani keskusteluja ja esityksiä sekä useiden valtion virastojen ja ryhmien edustajia Q2B-konferenssissa (Quantum to liiketoiminta).

Olen tiivistänyt nämä tiedot muutamiin avainkohtiin, jotta ihmiset ymmärtävät, missä asiat ovat ja mihin ne ovat menossa.

Tuottavatko Quantum Computers arvoa tulevaisuudessa?
Kuinka paljon arvoa on mahdollista lähitulevaisuudessa?
Mitkä ovat käyttökelpoiset qubit-tasot nyt?
Miten kvanttitietokoneet verrataan tavallisiin supertietokoneisiin nyt?
Olemmeko siirtymässä toiseen vaiheeseen?

Mitä yrityksen tulee tehdä valmistautuakseen saamaan arvoa kvanttitietokoneista?

Katsoin kymmeniä esityksiä ja satoja dioja. Tämä on kriittinen kaavio, joka selittää paljon siitä, missä kvanttitietokoneet ovat. Sinun täytyy viettää aikaa katsoessasi tätä kaaviota. X, vaaka-akselilla, näet kubittien määrät. Pystysuoralla Y-akselilla näet onnistuneen vastauksen saamisen todennäköisyyden. Alle 8 qubitin onnistumisen todennäköisyys on noin 10 %.
12-13 qubitillä tarkastelet 0.1 %:n todennäköisyyttä saada vastauksia.

Uusi Fire Opal, tekoäly ja laitteistotietoinen hyvien kubittien kartoitus. Tämä virheiden estojärjestelmä antaa onnistumismahdollisuuden 16–24 qubitillä saavuttaa 10 %:n onnistumismahdollisuuden sen sijaan, että se olisi alle 0.01 % (1:10,000 XNUMX). Alla on esimerkkejä oikean vastauksen löytämisestä. Vasemmalla on oikea vastausten jakauma ja oikealla se mitä löytyy. Aluksi ilman Fire Opalia oikeaa jakelua ei löydy virheiden ja melun merestä.

Mutta kun Fire Opal hallitsee vuorovaikutusta kvanttilaitteiston kubittien kanssa, voimme visuaalisesti nähdä, että olemme saamassa jotain paljon lähemmäksi sitä, mikä todella on olemassa.

Q-ctrl tarjoaa online-kursseja Black Opalin kautta noin 20 dollaria kuukaudessa. Joku sitoutunut voisi saada materiaalin läpi noin vuodessa saadakseen sertifikaatin, jonka avulla hän voisi olla hyödyllinen kvanttilaskenta-alalla.

Fire Opalia voi kokeilla ilmaiseksi, ja ne ovat pilvikäyttöisiä kvanttitietokoneita, jotka ovat käytettävissä ensimmäisiä kokeita varten.

Aion tehdä muita artikkeleita käydäkseni läpi enemmän siitä, mitä kvanttitietokoneissa tapahtuu ja tapahtuu. On olemassa useita lupaavia lähestymistapoja, jotka voivat mahdollistaa alan läpimurtokehityksen.

Olemme parhaillaan tutkimuksen oppimisen ja löytämisen vaiheessa, ja osa tutkimuksesta on mahdollistaa kvantti- ja fysiikan inspiroimia lähestymistapoja käyttämällä analogista ja klassista laskemista parempien ja hyödyllisten tulosten saavuttamiseksi. Kvanttilaskennan laajamittaisen ratkaisemisen ponnistelu ja haaste tuovat tieteellisiä etuja. Jotkut näistä uusista oivalluksista ovat arvokkaita.

Olemme siirtymässä suuresta työstä 1-15 kubitillä ja osa työskentelystä noin 25 kubitilla ja muutamista kokeiluista ja yrityksistä suurilla kubittijärjestelmillä. Olemme siirtymässä vaiheeseen, jossa on säännöllistä ja hyödyllistä työtä 15-25 qubitillä. On myös tavallisia supertietokoneita, jotka simuloivat kvanttijärjestelmiä. Tämä tapahtuu 39 qubitillä. 39 kubittiä ovat kuitenkin supertietokoneresursseja. Pieniin todellisiin kvanttijärjestelmiin on helpompi ja halvempi päästä käsiksi. On tehtävä paljon työtä algoritmien ja muiden menetelmien parantamiseksi halvoilla pienillä järjestelmillä ennen kuin suuria ajoja yritetään kalliilla laitteistoilla. Se on kuin tekisi työtä tietokonepalvelintyöasemilla ennen kuin kokeilisit supertietokonetta.

Kysymysten ympärillä on myös paljon tutkimista ja tutkimista. Haluamme tietää, mitkä ovat todelliset hyvät kysymykset ja kuinka voimme jakaa kysymykset ihmisanalyysin avulla niin, että vain se todella vaikea osa, joka tarvitsee todellista kvanttia, tehdään todellisella kvantilla. Voimme kokeilla tavallisilla tietokoneilla ja "fake quantum" simulaatiojärjestelmillä.

Kun viimein saamme läpimurrot, tulee olemaan sekoitus hyvin suuria järjestelmiä. Yli 300 kubittia fotonihehkuttimia, yli 1000 kubittia suprajohtavissa järjestelmissä, ehkä tuhansia ja miljoonia kubitteja ja kaikki eri tasoisia virheiden vähentämistä, virheiden vaimennusta ja ehkä virheenkorjausta. Vaikka laitteisto saapuu, käytämme edelleen kaikkia työkaluja ymmärtääksemme ja tarkistaaksemme todella vaikeita ongelmia, määrittääksemme kysymykset ja oikean tavan hyökätä näihin kysymyksiin ja mahdollisiin vastauksiin.

Kustannusten ja hyötyjen kompromisseja ja arvoanalyysiä tehdään koko matkan ajan.

Se on kuin genomin sekvensointia. Se maksoi aluksi 3 miljardia dollaria, mutta sitten se on laskenut 100 dollariin ja tarkentunut. Se kesti vuosikymmeniä. Sitten meidän piti oppia käyttämään dataa ja muuttamaan se tiedoksi ja sitten saamaan oivalluksia ja sitten tuloksia.

Se on myös kuin murtaisi toisen maailmansodan natsien Enigma-koodin. Sinulla on Blechlyllä tuhansia koodinmurtajia ja todella älykkäitä ihmisiä, jotka työskentelevät ongelman murtamiseksi ja ymmärtämisen edistämiseksi vuosien mittaan ja selvittävät, miten ongelmasta voidaan tehdä helpommin selvitettävä.

Jos ongelmat eivät ole äärimmäisen vaikeita ja erittäin arvokkaita, kvanttitietokoneille ei olisi mitään järkeä eikä tarvetta.

On arvioitu, että luonnon kvanttitietokoneteollisuuden arvo voisi olla 850 miljardia dollaria vuodessa, mikä on 20 kertaa enemmän kuin 40 miljardin dollarin korkean suorituskyvyn tietokoneteollisuus. Tämä luku on kuitenkin arvaus. Kuka tietää, mitä arvoa on, kun voit ratkaista suuria kysymyksiä, joihin on mahdotonta vastata nyt?

Ne, jotka sanovat, että kvanttitietokoneet ovat kaikki hype ja että tämä Quantum Computing -yritys epäonnistuu, ovat väärässä. Amazonilla, IBM:llä, Yhdysvaltain ilmavoimien tutkimuslaboratoriolla ja monilla muilla on resurssit, kärsivällisyyttä ja kestävyyttä jatkaa näiden ongelmien ratkaisemista, ja heillä on motivaatiota ja näkemys oppimisesta, matkasta ja vaivannäöstä.