Що насправді відбувається з квантовими комп'ютерами?

Я уважно стежу за квантовими комп’ютерами більше двох десятиліть, і останні кілька днів я провів зустрічі з багатьма великими квантовими комп’ютерними компаніями, слухаючи доповіді та презентації та слухаючи представників кількох урядових установ і груп на конференції Q2B (Quantum to Бізнес).

Я скоротив цю інформацію до кількох ключових пунктів, щоб люди могли зрозуміти, де що відбувається та куди вони прямують.

Чи принесуть квантові комп’ютери користь у майбутньому?
Яка вартість можлива в найближчій перспективі?
Які зараз доступні рівні кубітів?
Як квантові комп’ютери відрізняються від звичайних суперкомп’ютерів зараз?
Ми переходимо на інший етап?

Що потрібно буде зробити компанії, щоб підготуватися до отримання цінності від квантових комп’ютерів?

Я переглянув десятки презентацій і сотні слайдів. Це критичний графік, який багато чого пояснює про стан квантових комп’ютерів. Ви повинні витратити деякий час на перегляд цього графіка. На горизонтальній осі X ви бачите кількість кубітів. На вертикальній осі Y ви бачите ймовірність отримання успішної відповіді. Нижче 8 кубітів ви маєте близько 10% шансів на успіх.
При 12-13 кубітах ви дивитесь на 0.1% шансів на успіх в отриманні відповідей.

Новий Fire Opal, штучний інтелект і апаратне відображення хороших кубітів. Ця система придушення помилок дозволяє шансам успіху з 16-24 кубітами досягати 10% шансів на успіх замість того, щоб бути менше 0.01% (1 на 10,000 XNUMX). Нижче наведено приклади пошуку правильної відповіді. Правильний розподіл відповідей – ліворуч, а знайдене – праворуч. Спочатку без Fire Opal правильний розподіл неможливо знайти в морі помилок і шуму.

Але завдяки Fire Opal, який керує взаємодією з кубітами квантового обладнання, ми можемо візуально побачити, що ми отримуємо щось набагато ближче до того, що насправді існує.

Q-ctrl пропонує онлайн-курси через Black Opal приблизно за 20 доларів на місяць. Хтось відданий міг пройти через матеріал приблизно за один рік, щоб отримати сертифікат, який міг би дати їм можливість корисно працювати в індустрії квантових обчислень.

Fire Opal можна спробувати безкоштовно, а їх квантові комп’ютери з хмарним доступом доступні для початкових експериментів.

Я буду писати інші статті, щоб детальніше розповісти про те, що відбувається і буде відбуватися з квантовими комп’ютерами. Існує кілька перспективних підходів, які можуть дозволити галузі досягти проривних досягнень.

Наразі ми перебуваємо на етапі дослідження та відкриття, і деякі з досліджень дають змогу застосувати підходи, натхненні квантовою та фізикою, з використанням аналогових і класичних обчислень для досягнення кращих і корисних результатів. Зусилля та завдання, пов’язані зі спробою розв’язати квантові обчислення в масштабі, дають додаткові наукові переваги. Деякі з цих нових ідей є цінними.

Ми переходимо від великої кількості роботи на 1-15 кубітах і деякої роботи з 25 кубітами або близько того, а також кількох експериментів і спроб із великими кубітними системами. Ми вступаємо у фазу, коли на 15-25 кубітах відбувається регулярна та корисна робота. Існують також звичайні суперкомп'ютери, що моделюють квантові системи. Це відбувається на 39 кубітах. Однак 39 кубітів є ресурсами суперкомп'ютера. Простіше і дешевше отримати доступ до малих реальних квантових систем. Потрібна багато роботи з удосконалення алгоритмів та інших методів з дешевими меншими системами, перш ніж спробувати масштабно запустити на дорогому обладнанні. Це схоже на роботу на комп’ютерних серверних робочих станціях перед спробою роботи з суперкомп’ютером.

Навколо цих питань також проводиться багато досліджень і досліджень. Ми хочемо знати, які питання є справді хорошими, і як ми можемо розбити запитання за допомогою людського аналізу, щоб лише справді складна частина, яка потребує реальних квантів, була виконана на реальних квантах. Ми можемо спробувати на звичайних комп’ютерах і на «фальшивих квантових» системах моделювання.

Коли ми нарешті досягнемо проривів, тоді буде поєднання дуже великих систем. 300+ кубітів фотонних відпалів, 1000+ кубітів у надпровідних системах, можливо, тисячі й мільйони кубітів, і всі вони матимуть різні рівні пом’якшення помилок, придушення помилок і, можливо, виправлення помилок. Навіть коли апаратне забезпечення надійде, ми все одно використовуватимемо всі інструменти для розуміння та перевірки справді складних проблем, визначення питань і правильного способу вирішення цих питань і можливих відповідей.

На цьому шляху будуть компроміси між витратами та вигодами та аналіз вартості.

Це як секвенування геному. Спочатку він коштував 3 мільярди доларів, але потім він знизився до 100 доларів і став точнішим. На це пішли десятиліття. Потім нам довелося навчитися використовувати дані та перетворювати їх на інформацію, а потім отримати розуміння та отримати результати.

Це також як злом нацистського коду Enigma Другої світової війни. У Blechly є тисячі зламників кодів і справді розумні люди, які роками працюють над розгадуванням проблеми та вдосконаленням її розуміння, а також з’ясовують, як зробити проблему легшою для вирішення.

Якби проблеми не були надзвичайно важкими та надзвичайно цінними, тоді не було б сенсу та потреби в квантових комп’ютерах.

За оцінками, природна квантова комп’ютерна індустрія може коштувати 850 мільярдів доларів на рік, що в 20 разів більше, ніж індустрія високопродуктивних комп’ютерів у 40 мільярдів доларів. Однак це число є припущенням. Хто знає, яка цінність, коли ви можете вирішити великі питання, на які зараз неможливо відповісти?

Помиляються ті, хто каже, що квантові комп’ютери – це реклама, і що ця спроба квантових обчислень зазнає невдачі. Amazon, IBM, дослідницька лабораторія ВПС США та багато інших мають ресурси, терпіння та витримку, щоб продовжувати працювати над цими проблемами, мають мотивацію та бачать цінність навчання, подорожі та зусиль.