Vad händer egentligen med kvantdatorer?

Jag har följt kvantdatorer noga i över två decennier och jag tillbringade de senaste dagarna med att träffa många av de stora kvantdatorföretagen, lyssna på föredrag och presentationer och höra från representanter för flera statliga myndigheter och grupper på Q2B-konferensen (Quantum to Business).

Jag har reducerat denna information till några viktiga punkter så att folk kan förstå var saker och ting är och vart de är på väg.

Kommer Quantum Computers att leverera värde i framtiden?
Hur mycket värde är möjligt på kort sikt?
Vilka är de användbara qubit-nivåerna nu?
Hur jämför kvantdatorer med vanliga superdatorer nu?
Går vi över en annan fas?

Vad kommer ett företag att behöva göra för att förbereda sig för att få värde från kvantdatorer?

Jag tittade på dussintals presentationer och hundratals bilder. Detta är en kritisk graf som förklarar mycket om var saker och ting ligger med kvantdatorer. Du måste lägga lite tid på att titta på den här grafen. På den horisontella X-axeln ser du qubit-antalet. På den vertikala Y-axeln ser du sannolikheten att få ett lyckat svar. Under 8 qubits ser du ungefär 10% chans att lyckas.
Vid 12-13 qubits ser du på 0.1 % chans att lyckas med att få svar.

Den nya Fire Opal, AI och hårdvarumedvetna kartläggningen av bra qubits. Detta system för felundertryckning låter chansen att lyckas med 16-24 qubits nå 10 % chans att lyckas istället för att vara mindre än 0.01 % (1 av 10,000 XNUMX). Nedan finns exempel på att hitta rätt svar. Den högra fördelningen av svar är till vänster och det som hittas är till höger. Till en början utan Fire Opal kan den korrekta fördelningen inte hittas i havet av fel och brus.

Men med Fire Opal som hanterar interaktionen med kvanthårdvarans qubits, kan vi visuellt se att vi kommer något mycket närmare vad som faktiskt existerar.

Q-ctrl har onlinekurser via Black Opal för cirka $20/månad. Någon som är engagerad skulle kunna ta sig igenom materialet på ungefär ett år för att få ett certifikat som skulle kunna göra det möjligt för dem att vara användbara inom kvantdatorbranschen.

Fire Opal kan provas gratis och deras kvantdatorer är molnåtkomliga för inledande experiment.

Jag kommer att göra andra artiklar för att gå igenom mer av vad som händer och kommer att hända med kvantdatorer. Det finns flera lovande tillvägagångssätt som skulle kunna göra det möjligt för branschen att få genombrott.

Vi är för närvarande i fasen av forskningsinlärning och upptäckt och en del av forskningen möjliggör kvant- och fysikinspirerade tillvägagångssätt med hjälp av analog och klassisk datoranvändning för att uppnå bättre och användbara resultat. Ansträngningen och utmaningen i att försöka lösa kvantberäkningar i stor skala ger spinoff-vetenskapliga fördelar. Några av dessa nya insikter är värdefulla.

Vi går från mycket arbete på 1-15 qubits och en del arbete på 25 qubits eller så och några experiment och försök med stora qubit-system. Vi går in i en fas där det är regelbundet och nyttigt arbete på 15-25 qubits. Det finns också vanliga superdatorer som simulerar kvantsystem. Detta händer vid 39 qubits. De 39 qubitarna är dock superdatorresurser. Det är lättare och billigare att komma åt de små riktiga kvantsystemen. Det krävs mycket arbete med att fullända algoritmer och andra metoder med de billiga mindre systemen innan storskaliga körningar görs på dyr hårdvara. Det är som att arbeta på datorserverarbetsstationer innan du provar superdatorn.

Det är också mycket utforskande och studier kring frågorna. Vi vill veta vad som är de riktigt bra frågorna och hur kan vi bryta ner frågorna med hjälp av mänsklig analys så att bara den riktigt svåra delen som behöver riktig kvant görs på verklig kvant. Vi kan prova på vanliga datorer och på "falska kvant"-simuleringssystemen.

När vi äntligen får genombrotten kommer det att finnas en blandning av väldigt stora system. 300+ qubits fotoniska annealers, 1000+ qubits på supraledande system, kanske tusentals och miljoner qubits och alla kommer att ha olika nivåer av felreducering, felundertryckning och kanske felkorrigering. Även när hårdvaran kommer kommer vi fortfarande att använda alla verktyg för att förstå och verifiera riktigt svåra problem, bestämma frågorna och det rätta sättet att gå tillväga för att attackera dessa frågor och möjliga svar.

Det kommer att finnas kostnads- och nyttoavvägningar och värdeanalys hela vägen.

Det är som att sekvensera genomet. Det kostade 3 miljarder USD initialt men sedan har det kommit ner till 100 USD och blivit mer exakt. Det tog decennier. Sedan fick vi lära oss att använda datan och omvandla den till information och sedan få insikter och sedan få resultat.

Det är också som att knäcka WW2 nazistiska Enigma-koden. Du har tusentals kodbrytare på Blechly och riktigt smarta människor som arbetar med att knäcka problemet och utveckla förståelsen över år och ta reda på hur man kan göra problemet mer lösbart.

Om problemen inte är extremt svåra och extremt värdefulla så skulle det inte vara någon mening och inget behov av kvantdatorer.

Det finns en uppskattning att naturens kvantdatorindustri kan vara värd 850 miljarder dollar per år, vilket är 20 gånger mer än 40 miljarder dollars högpresterande datorindustri. Detta nummer är dock en gissning. Vem vet vad det är för värde när man kan lösa stora frågor som är omöjliga att svara på nu?

De som säger att Quantum-datorer alla är hype och att denna Quantum Computing-insats kommer att misslyckas har fel. Amazon, IBM, det amerikanska flygvapnets forskningslabb och många andra har resurserna och tålamodet och uthållighetskraften för att fortsätta arbeta med dessa problem och har motivationen och ser värdet i lärandet och resan och ansträngningen.