Что на самом деле происходит с квантовыми компьютерами?

Я внимательно слежу за квантовыми компьютерами более двух десятилетий и провел последние несколько дней, встречаясь со многими крупными компаниями, занимающимися квантовыми компьютерами, слушая доклады и презентации, а также выслушивая представителей нескольких правительственных учреждений и групп на конференции Q2B (Quantum to Бизнес) .

Я сократил эту информацию до нескольких ключевых моментов, чтобы люди могли понять, где находятся вещи и куда они идут.

Принесут ли квантовые компьютеры ценность в будущем?
Какая возможная стоимость в ближайшее время?
Каковы используемые сейчас уровни кубитов?
Как сейчас квантовые компьютеры соотносятся с обычными суперкомпьютерами?
Мы переходим в другую фазу?

Что нужно сделать компании, чтобы подготовиться к получению выгоды от квантовых компьютеров?

Я просмотрел десятки презентаций и сотни слайдов. Это критический график, который многое объясняет о том, как обстоят дела с квантовыми компьютерами. Вы должны потратить некоторое время, глядя на этот график. На горизонтальной оси X вы видите количество кубитов. На вертикальной оси Y вы видите вероятность получения успешного ответа. Ниже 8 кубитов вероятность успеха составляет около 10%.
При 12-13 кубитах вероятность успеха в получении ответов составляет 0.1%.

Новый Fire Opal, ИИ и аппаратное обеспечение отображают хорошие кубиты. Эта система подавления ошибок позволяет шансу на успех с 16-24 кубитами достичь 10% шанса на успех вместо менее 0.01% (1 из 10,000 XNUMX). Ниже приведены примеры поиска правильного ответа. Правильное распределение ответов находится слева, а то, что найдено, — справа. Изначально без Fire Opal правильное распределение невозможно найти в море ошибок и шума.

Но с Fire Opal, управляющим взаимодействием с кубитами квантового оборудования, мы можем визуально увидеть, что мы получаем нечто гораздо более близкое к тому, что существует на самом деле.

У Q-ctrl есть онлайн-курсы через Black Opal примерно за 20 долларов в месяц. Кто-то, кто заинтересован, может пройти материал примерно за год, чтобы получить сертификат, который позволит им с пользой работать в индустрии квантовых вычислений.

Fire Opal можно попробовать бесплатно, а квантовые компьютеры с облачным доступом доступны для начальных экспериментов.

Я буду делать другие статьи, чтобы рассказать больше о том, что происходит и будет происходить с квантовыми компьютерами. Существует несколько многообещающих подходов, которые могут позволить отрасли совершить прорыв.

В настоящее время мы находимся на этапе исследования, обучения и открытий, и некоторые исследования позволяют использовать квантовые и физические подходы с использованием аналоговых и классических вычислений для достижения лучших и полезных результатов. Усилия и трудности, связанные с попытками решить проблему квантовых вычислений в масштабе, дают дополнительные научные преимущества. Некоторые из этих новых идей ценны.

Мы переходим от большой работы с 1-15 кубитами и некоторой работы с 25 кубитами или около того к нескольким экспериментам и попыткам с большими системами кубитов. Мы входим в фазу, когда идет регулярная и полезная работа на 15-25 кубитах. Существуют также обычные суперкомпьютеры, моделирующие квантовые системы. Это происходит на 39 кубитах. Однако 39 кубитов — это ресурсы суперкомпьютера. Получить доступ к небольшим реальным квантовым системам проще и дешевле. Необходимо проделать большую работу по совершенствованию алгоритмов и других методов с дешевыми небольшими системами, прежде чем будут предприняты попытки крупномасштабных запусков на дорогом оборудовании. Это все равно, что работать на рабочих станциях компьютерных серверов, прежде чем пытаться работать на суперкомпьютере.

Существует также много исследований и исследований по вопросам. Мы хотим знать, какие действительно хорошие вопросы и как мы можем разбить вопросы, используя человеческий анализ, чтобы только действительно сложная часть, требующая реального квантования, выполнялась на реальном квантовом уровне. Мы можем попробовать на обычных компьютерах и на «фальшивых квантовых» системах моделирования.

Когда мы, наконец, добьемся прорыва, тогда будет сочетание очень больших систем. 300+ кубитов фотонных отжигов, 1000+ кубитов в сверхпроводящих системах, возможно, тысячи и миллионы кубитов, и все они будут иметь разные уровни устранения ошибок, подавления ошибок и, возможно, исправления ошибок. Даже когда появится аппаратное обеспечение, мы по-прежнему будем использовать все инструменты для понимания и проверки действительно сложных проблем, определяя вопросы и правильный способ решения этих вопросов и возможных ответов.

На всем пути будут компромиссы между затратами и выгодами, а также анализ ценности.

Это похоже на секвенирование генома. Первоначально он стоил 3 миллиарда долларов, но затем он снизился до 100 долларов и стал более точным. На это ушли десятилетия. Затем нам нужно было научиться использовать данные и превращать их в информацию, а затем получать информацию и получать результаты.

Это также похоже на взлом нацистского кода Enigma времен Второй мировой войны. У вас в Blechly есть тысячи дешифровщиков и очень умных людей, которые годами работают над решением проблемы, углубляют понимание и выясняют, как сделать проблему более разрешимой.

Если бы задачи не были чрезвычайно сложными и чрезвычайно ценными, тогда в квантовых компьютерах не было бы смысла и необходимости.

По оценкам, индустрия природных квантовых компьютеров может стоить 850 миллиардов долларов в год, что в 20 раз больше, чем 40-миллиардная индустрия высокопроизводительных компьютеров. Однако это число является предположением. Кто знает, в чем ценность, когда можно решить большие вопросы, на которые сейчас невозможно ответить?

Те, кто говорят, что квантовые компьютеры — это сплошная реклама и что эти усилия по квантовым вычислениям потерпят неудачу, ошибаются. Amazon, IBM, исследовательская лаборатория ВВС США и многие другие обладают ресурсами, терпением и выносливостью, чтобы продолжать решать эти проблемы, а также имеют мотивацию и видят ценность в обучении, путешествии и усилиях.