Ar jauno pētījumu D-Wave apstiprināja kā pirmo reālo kvantu datoru

Kopš D-Wave ieradās uz skatuves ar tāda veida kvantu datoru, kas spēj veikt problēmu risināšanas procesu, ko sauc par atkausēšanu, jautājumi ir plāni un ātri vai sistēma patiešām darbojās - un, ja tas darbojās, vai tas faktiski veica kvantu skaitļošanu. Jauns pētnieku darbs, kas pavadījuši laiku ar D-Wave sistēmu, šķiet, praktiski atrisina šo jautājumu - šķiet, ka D-Wave sistēma faktiski veic kvantu atkausēšanu. Tāpēc tas būtu pirmais reālais kvantu dators.

Līdz šim ir teorija, ka D-Wave varētu būt simulators pamatojoties uz dažiem mazāk skaidriem etalona rezultātiem. Šķiet, ka šie jaunie dati šo teoriju noraida. Kāpēc? Jo tas liecina par sapīšanos. Kvantu sapīšanās attiecas uz stāvokli, kurā divi atšķirīgi kubi (divas kvantu informācijas vienības) kļūst saistīti. Ja jūs izmērīsit viena sapinušās kbitas vērtību kā 0, tā partneris arī nomērīs 0. Mēriet 1 pirmajā kbitā, un otrajā kbitā būs arī 1, bez pierādījumiem par saziņu starp tām.

Pētnieki, kas strādā ar D-Wave sistēmu, tagad ir ilustrējuši, ka D-Wave qubit pāri tiek sapinušies, tāpat kā viss astoņu kubitu komplekts. (D-Wave izmanto astoņu kubitu blokus, kā parādīts zemāk). ( DOI: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevX.4.021041 - “Iesaiņošanās kvantu atlaidināšanas procesorā”)

D-Wave 2 Vesuvius mikroshēma ar 512 kubitiem

Pieņemot, ka eksperimentālie pierādījumi atbilst, tas pierādījumu slogu no principa “Pārliecinieties, ka D-Wave ir kvantu” pārnes uz “Pierādīt D-Wave”. nav kvants. ” Sapinšanās pierādījums ir zelta standarts tam, vai sistēma faktiski veic kvantu skaitļošanu.

Tātad, ko tagad?

Tagad, kad mums ir apstiprinājums, ka D-Wave ir kvantu dators (vai vismaz, tik tuvu apstiprinājumam, cik mēs, iespējams, varam iegūt), rodas jautājums, kā to uzlabot? Kā jau iepriekš aprakstījām, D-Wave ne vienmēr ir ātrāka par labi noregulētu klasisko sistēmu . Tā vietā, lai strīdētos par to, vai Nvidia Tesla GPU kopa ar pielāgotu programmatūru ir labāks vai sliktāks ieguldījums nekā superdators, kas ir kriogēniski atdzesēts un aprēķināts, izmantojot niobija cilpas, mēs apskatīsim, kas D-Wave ir jādara, lai uzlabotu savas sistēmas iespējas. Kā Ars Technica norāda, ka tā arhitektūra ir mazāka nekā ideāla - dažu problēmu gadījumā D-Wave var piedāvāt tikai mazāk nekā 100 efektīvus kubus, neskatoties uz dažām jaunākām sistēmām, kurās kopumā ir 512 kubi, jo tā arhitektūra ir tikai maz savienota. Katra astoņu kubitu grupa savienojas ar sevi, bet katrai astoņu kubitu salai ir tikai astoņi savienojumi ar diviem citiem blakus esošajiem kubitiem.

D-Wave Two kriogēnās dzesēšanas sistēma. Tur, kaut kur, ir qubit mikroshēma.

D-Wave ir paziņojis, ka ir paredzējis turpināt palielināt piedāvāto kubītu skaitu sistēmā, taču mēs nevaram palīdzēt domāt, vai uzņēmums redzētu labāku sniegumu, ja izdotos palielināt starpsavienojumu skaitu starp kbitba salām. Kvantu sistēma ar 512 kubitiem, bet vairāk nekā tikai diviem savienojumiem ar citām salām varētu ļaut veikt daudz efektīvāku problēmu modelēšanu un labāku kopējo sniegumu.

Neizbēgami šāda veida jautājumi tiek pievērsti tēmai par to, kad mēs redzēsim šāda veida tehnoloģiju parastajā lietošanā, taču pagaidām atbilde ir 'jūs to nedarīsit'. Ir vairāki iemesli, kāpēc kvantu skaitļošana nekad nevar radīt revolucionārus panākumus personisks skaitļošana, daudzi no tiem ir saistīti ar to, ka tā pamatā ir liels šķidrā slāpekļa daudzums. Saskaņā ar D-Wave's dokumenti sākotnējai izvietošanai, tās pirmajām sistēmām 2010. gadā bija nepieciešams 140L LN2, lai sākotnēji piepildītu un uzvārītu apmēram 3L šķidruma dienā. Tvertnes kopējā tilpums bija 38 litri, kas prasīja divas reizes nedēļā. Elan2 LN2 ražošanas sistēma ir paredzēta šķidrā slāpekļa ražošanai biroja apstākļos, un tā acīmredzot var radīt apmēram 5L LN2 dienā ar sākotnējām izmaksām 9500 USD. [Lasīt: Google Quantum Computing Playground pārvērš jūsu datoru par kvantu datoru .)

Vai es jau pieminēju, ka, uzstādot D-Wave sistēmu, jums jāpievērš uzmanība Zemes magnētiskajam laukam, agrīnās sistēmas radīja apmēram 75dB trokšņa un tas sver 11 000 mārciņas? Daudzi no šiem jautājumiem saskārās arī ar agrīnajiem datoriem, taču LN2 jautājums ir kritisks - kvantu skaitļošanai pagaidām ir vajadzīgas šādas temperatūras - un, ja vien mēs nevaram izdomāt veidu, kā šīs sistēmas paaugstināt līdz apkārtējā gaisa temperatūrai, viņi nekad nelidojiet personīgai lietošanai. Esiet drošs, ka tiek veikti daudzi pētījumi istabas temperatūras kubītu tēma tomēr!