Cosa sta realmente accadendo con i computer quantistici?

Seguo da vicino i computer quantistici da oltre due decenni e ho trascorso gli ultimi giorni incontrando molte delle principali aziende di computer quantistici, ascoltando discorsi e presentazioni e ascoltando rappresentanti di diverse agenzie e gruppi governativi alla conferenza Q2B (Quantum to Attività commerciale) .

Ho ridotto queste informazioni in alcuni punti chiave in modo che le persone possano capire a che punto sono le cose e dove stanno andando.

I computer quantistici offriranno valore in futuro?
Quanto valore è possibile nel breve termine?
Quali sono i livelli di qubit utilizzabili ora?
Come si confrontano oggi i computer quantistici con i normali supercomputer?
Stiamo passando a una fase diversa?

Cosa dovrà fare un’azienda per prepararsi a ottenere valore dai computer quantistici?

Ho guardato dozzine di presentazioni e centinaia di diapositive. Questo è un grafico fondamentale che spiega molto sulla situazione dei computer quantistici. Devi dedicare un po' di tempo a guardare questo grafico. Sull'asse orizzontale X vengono visualizzati i conteggi dei qubit. Sull'asse verticale Y vedi la probabilità di ottenere una risposta corretta. Al di sotto di 8 qubit hai circa il 10% di possibilità di successo.
A 12-13 qubit hai una probabilità dello 0.1% di successo nell'ottenere risposte.

Il nuovo Fire Opal, mappatura compatibile con AI e hardware dei qubit buoni. Questo sistema di soppressione degli errori consente alla possibilità di successo con 16-24 qubit di raggiungere il 10% di probabilità di successo invece di essere inferiore allo 0.01% (1 su 10,000). Di seguito sono riportati esempi di come trovare la risposta giusta. La giusta distribuzione delle risposte è a sinistra e ciò che si trova è a destra. Inizialmente senza Opale di Fuoco, non è possibile trovare la distribuzione corretta nel mare di errori e rumore.

Ma con Fire Opal che gestisce l’interazione con i qubit dell’hardware quantistico, possiamo vedere visivamente che stiamo ottenendo qualcosa di molto più vicino a ciò che esiste realmente.

Q-ctrl offre corsi online tramite Black Opal per circa $ 20 al mese. Qualcuno impegnato potrebbe esaminare il materiale in circa un anno per ottenere un certificato che potrebbe consentirgli di essere utilmente impiegato nel settore dell'informatica quantistica.

Fire Opal può essere provato gratuitamente e sono disponibili computer quantistici con accesso al cloud per gli esperimenti iniziali.

Scriverò altri articoli per approfondire ciò che sta e succederà con i computer quantistici. Esistono diversi approcci promettenti che potrebbero consentire al settore di compiere progressi rivoluzionari.

Attualmente siamo nella fase di ricerca, apprendimento e scoperta e parte della ricerca mira ad abilitare approcci ispirati alla fisica e ai quanti utilizzando il calcolo analogico e classico per ottenere risultati migliori e utili. Lo sforzo e la sfida nel tentativo di risolvere il calcolo quantistico su larga scala stanno apportando benefici scientifici. Alcune di queste nuove intuizioni sono preziose.

Stiamo passando da molto lavoro su 1-15 qubit e alcuni lavori su 25 qubit circa, ad alcuni esperimenti e tentativi con sistemi di qubit di grandi dimensioni. Stiamo entrando in una fase in cui c'è un lavoro regolare e utile a 15-25 qubit. Esistono anche normali supercomputer che simulano i sistemi quantistici. Questo sta accadendo a 39 qubit. Tuttavia, i 39 qubit sono risorse del supercomputer. È più facile ed economico accedere ai piccoli sistemi quantistici reali. È necessario molto lavoro per perfezionare gli algoritmi e altri metodi con i sistemi più piccoli ed economici prima che vengano tentate le esecuzioni su larga scala su hardware costoso. È come lavorare sulle postazioni server dei computer prima di provare sul supercomputer.

C'è anche molta esplorazione e studio sulle domande. Vogliamo sapere quali sono le domande davvero valide e come possiamo scomporre le domande utilizzando l'analisi umana in modo che solo la parte veramente difficile che richiede un quanto reale venga eseguita su un quanto reale. Possiamo provare su computer normali e su sistemi di simulazione "falsi quantistici".

Quando finalmente avremo i progressi, ci sarà un mix di sistemi molto grandi. Oltre 300 qubit di ricottura fotonica, oltre 1000 qubit su sistemi superconduttori, forse migliaia e milioni di qubit e tutti avranno diversi livelli di mitigazione degli errori, soppressione degli errori e forse correzione degli errori. Anche quando arriverà l’hardware, utilizzeremo comunque tutti gli strumenti per comprendere e verificare i problemi davvero difficili, determinando le domande e il modo giusto per affrontare tali domande e le possibili risposte.

Ci saranno compromessi tra costi e benefici e analisi del valore lungo tutto il percorso.

È come sequenziare il genoma. Inizialmente costava 3 miliardi di dollari, ma poi è sceso a 100 dollari ed è diventato più accurato. Ci sono voluti decenni. Quindi abbiamo dovuto imparare come utilizzare i dati e trasformarli in informazioni, quindi ottenere approfondimenti e quindi ottenere risultati.

È anche come decifrare il codice Enigma nazista della Seconda Guerra Mondiale. Ci sono migliaia di decodificatori in Blechly e persone davvero intelligenti che lavorano per risolvere il problema e far progredire la comprensione nel corso degli anni e capire come rendere il problema più trattabile.

Se i problemi non fossero estremamente difficili ed estremamente preziosi, allora non ci sarebbe alcun senso e non ci sarebbe bisogno di computer quantistici.

Si stima che l’industria dei computer quantistici naturali potrebbe valere 850 miliardi di dollari all’anno, ovvero 20 volte di più dell’industria dei computer ad alte prestazioni da 40 miliardi di dollari. Tuttavia, questo numero è una supposizione. Chissà qual è il valore quando puoi risolvere grandi domande a cui è impossibile rispondere ora?

Coloro che dicono che i computer quantistici sono solo una montatura e che questo sforzo di calcolo quantistico fallirà si sbagliano. Amazon, IBM, il laboratorio di ricerca dell’aeronautica americana e molti altri hanno le risorse, la pazienza e la capacità di resistenza per continuare a risolvere questi problemi e avere la motivazione e vedere valore nell’apprendimento, nel viaggio e nello sforzo.