Почти 40 лет назад IBM была пионером рынка персональных компьютеров. Вновь возглавить гонку инноваций корпорация надеется за счет развития квантовых технологий
из архива пресс-службы компании IBM
«За квантом — будущее» — расхожий штамп среди энтузиастов технологии. Но для IBM это не пустые слова, а продуманный план.
Корпорация со столетней историей в последнее время уступает в гонке инноваций производителям смартфонов, социальным сетям и интернет-сервисам.
Поэтому ставка на создание первого универсального квантового компьютера и строительство полноценной экосистемы вокруг устройства — шанс для IBM вновь выбиться в лидеры.
И корпорация старается: опрошенные журналом РБК российские и зарубежные эксперты называют ее одним из мировых лидеров в области разработки квантового компьютера.
В 2014 году IBM объявила о намерении вложить в течение пяти лет $3 млрд в сверхновые технологии, значительная часть этой суммы будет потрачена на квантовый проект, а в 2017-м запустила специальное подразделение IBM Q.
От всех технологических гигантов, у которых есть проекты в этой сфере, IBM отличает системность подхода: компания строит настоящую квантовую экосистему.
Холодильник со ступенями
Квантовый компьютер IBM разрабатывается в лаборатории компании в Швейцарии.
Установка высотой под 3 м состоит из нескольких блоков с разным температурным режимом, каждый отвечает за свою часть процесса квантовых вычислений. Снаружи — защитный металлический кожух.
Все компоненты чувствительны к изменениям внешней среды: даже такая мелочь, как ремонтные работы в нескольких километрах от компьютера, может повлиять на точность вычислений.
Для эффективной работы установка должна быть сильно охлаждена — это условие возникновения сверхпроводимости, при которой работает устройство от IBM. На первой ступени установки температура составляет всего 4К (-269ºC) — холоднее, чем в открытом космосе, и близко к абсолютному нулю.
Здесь расположен один из усилителей сигнала, исходящего от кубитов (q-бит, базовый элемент для хранения информации в квантовом компьютере. — РБК), и микроволновые линии ввода команд управления остальными частями устройства.
Эта ступень охлаждается в том числе для нивелирования температурных скачков при взаимодействии с другими компонентами.
Вторая ступень — это также линии ввода, третья — сверхпроводящие коаксиальные кабели, способные передавать сигнал между квантовыми компонентами и классическим компьютером, который управляет квантовой системой. В состав кабелей входят ниобий и его сплав с титаном. При сильном охлаждении этот материал переходит в сверхпроводящее состояние.
Также на третьей ступени — криогенные изоляторы и смесительная камера, которые отвечают за поддержание температуры.
На четвертой, последней, ступени находятся сам процессор и квантовые усилители, которые дают возможность считывать сигналы процессора и уменьшают «шумы», мешающие вычислениям.
Процессор находится в отдельной защитной камере — она не пропускает электромагнитное излучение, которое может воздействовать на кубиты и портить результаты вычислений.
из архива пресс-службы компании IBM
Необходимость такой защиты связана еще и со спецификой используемых IBM устройств для работы с кубитами: они созданы на основе сверхпроводящих электронных схем и используют в качестве основных материалов ниобий, алюминий и кремний.
Из ниобия делают конденсаторы, алюминий идет на связующий два конденсатора нелинейный мост, а кремний служит основой для чипа. Так как элементы из алюминия в несколько раз тоньше волоса, они подвержены любым колебаниям и излучениям.
Сверхпроводниковые чипы чаще всего используется в производстве квантовых компьютеров. Другие платформы для создания кубитов (ионные ловушки, холодные атомы) более распространены в лабораторных проектах и редко встречаются в коммерчески ориентированных решениях.
Проблемы на 50 кубитов
Квантовый компьютер от IBM — яркий пример достижений и проблем, свойственных подобным современным разработкам. От конкурентов устройство IBM отличает технология производства процессоров.
На печатной плате размещено несколько резонаторов, своеобразных «дорожных развязок» для пучков света. Их задача — обеспечить максимальное время когерентности системы, то есть время, за которое система может проводить вычисления без потери данных.
Расположение кубитов в чипе на печатной плате зависит от количества этих кубитов.
Основная проблема устройства, также присущая проектам всех лидеров индустрии, — оно не может осуществлять квантовые вычисления на постоянной основе (а не только в коротком промежутке времени), а также не умеет хранить результаты этих вычислений.
Нивелировать недостатки помогают классические системы, подключенные к квантовой установке и создающие своего рода гибридную систему. Сейчас обычный компьютер — неотъемлемая часть квантового: по бинарной логике, например, управляются лазеры и отслеживаются другие параметры квантовой системы.
Информация, полученная в результате вычислений на квантовом устройстве, также интерпретируется при помощи ПК.
Исследователи сходятся во мнении, что в ближайшем будущем квантовый компьютер не сможет существовать как самостоятельный девайс, для этого все еще нужно масштабирование технологии и сопутствующей инфраструктуры. В конечном счете может оказаться, что квантовый компьютер — лишь дополнительная часть обычного компьютера, которая позволяет выполнять более широкий спектр задач вроде графического процессора.
«Мы видим будущее, в котором квантовые вычисления происходят параллельно обычным», — заявил журналу РБК исследователь швейцарской лаборатории IBM Research Даниэль Эггер.
С ним согласен Юрий Курочкин, руководитель группы квантовых коммуникаций Российского квантового центра: «Пока еще рано говорить, станет ли квантовый компьютер отдельным устройством, его может ждать судьба дополнительных компонентов в обычном компьютере».
из архива пресс-службы компании IBM
В лаборатории IBM удалось симулировать 56-кубитный процессор, но в компании отмечают, что индустрия искусственно выставила себе рубеж в 50 кубитов и он вовсе не является главным критерием мощности системы.
Тем более что эта планка была неоднократно взята и компанией D-Wave с ее компьютерами мощностью 2 тыс. кубитов, и самой IBM. «Количество кубитов не значит рост в качестве вычислений.
Проблемы, которые были на пяти кубитах, остаются и на 50», — объясняет в одном из обучающих видео сотрудник IBM Research Лев Бишоп.
По мнению ученого, производителям необходимо сконцентрироваться на квантовом объеме — параметре, который позволяет оценить квантовый компьютер с точки зрения количества ошибок в вычислениях.
Его предложил сам Бишоп: увеличение числа кубитов без коррекции ошибок, по его словам, неизбежно ведет к снижению эффективности вычислений.
На данный момент из 100 проведенных операций на 5-кубитном процессоре одна будет ошибочной, а при увеличении числа кубитов будет расти и процент брака в вычислениях, свидетельствуют расчеты IBM.
Улучшить качество работы квантового компьютера IBM надеется в ближайшие месяцы.
В рамках организации IBM Research Frontiers Institute консорциум исследователей оценивает возможность коммерческого использования технологий, в том числе в сфере квантовых вычислений.
Среди учредителей — Samsung, JSR, Honda, Hitachi Metals и Nasage. По заявлению IBM, «универсальный» квантовый компьютер планируется к запуску в 2018 году.
На основе запущенного в 2016 году облачного сервиса IBM Quantum Experience, которым сейчас бесплатно пользуются ученые и энтузиасты, создается платформа, за доступ к которой компании, участвующие в эксперименте, будут платить. Сервис позволит оптимизировать бизнес-процессы в больших корпорациях, использовать мощности квантового компьютера для работы над искусственным интеллектом и так далее.
Массовое распространение технологии пока ограничивается сложностями ее масштабирования: холодильную установку, «способную» на 4К, например, не так просто уменьшить.
Интерфейс в облаке
Помимо строительства универсального квантового компьютера IBM задается целью создать сообщество разработчиков и пользователей. ПК тоже когда-то был заточен под решение специализированных задач и предугадать его трансформацию в массовую технологию могли единицы, напоминают в компании.
IBM регулярно выпускает обучающие ролики и демонстрирует разработки на профильных выставках. Также компания первой из конкурентов выложила в открытый доступ две версии квантовой установки на 5 и 16 кубитов — и планирует в ближайшее время представить третью — на 20. Взаимодействие с пользователем происходит в облачном сервисе IBM Quantum Experience.
После регистрации пользователю предлагается на выбор два вида интерфейса, разных по сложности. На начальном уровне можно использовать блок-схемы для написания простейших программ. Базовый интерфейс, доступный в любом современном браузере, похож на программы для написания музыки: те же столбцы и строки.
Размещать на них, однако, предлагается команды для компьютера. С помощью инструкций от IBM любой пользователь может ознакомиться с основами работы квантового компьютера. Более продвинутая версия предлагает текстовый редактор для программирования. Для работы с облаком не требуется дополнительного оборудования, только клавиатура и мышь.
Сервис также предлагает полноценную инструкцию и демонстрацию возможностей.
из архива пресс-службы компании IBM
Решение сделать доступ публичным в IBM объясняют желанием справиться с проблемой узкой специализации квантовых компьютеров.
С помощью растущего числа пользователей компания надеется найти новые применения технологии и создать массовую версию устройств.
Также открытый доступ позволяет исследователям по всему миру тестировать квантовое решение от IBM. Сейчас платформой пользуются 60 тыс. человек, которые инициировали более 1,7 млн экспериментов.
Также с использованием платформы было написано 35 научных работ, а в университетах по всему миру IBM Quantum Experience используют в качестве наглядного пособия для объяснения принципов квантовой механики, говорит Даниэль Эггар, исследователь из швейцарской лаборатории IBM.
Квантовый компьютер также используют для развлечения: профессор из Базеля Джеймс Вуттон написал несколько простейших игр. Например, пользователь может сыграть в 5-кубитном квантовом компьютере против одного из кубитов в «камень, ножницы, бумага»: ему нужно обмануть кубит.
Российское квантовое комьюнити — четвертое по величине после американского, японского и индийского.
Развитие игр позволит развивать квантовый компьютер в сторону массового использования, обучая пользователей квантовым эффектам в игровой форме, объясняет Вуттон в своем блоге.
Так же считает исследователь из Дании Джейкоб Шерсон, который вместе с командой разработал игру Quantum Moves.
Игрокам предлагается до трех сценариев, цель каждого — перемещение атома, которое позволяет осуществлять вычисления.
Квантовые задачи
Для объяснения задач, с которыми может справиться квантовый компьютер, IBM использует несколько примеров. Первый: десять гостей за обеденным столом. Вариантов рассадки при таких вводных может быть более 3 млн.
Перед устройством ставится задача найти оптимальный с точки зрения устроителей обеда вариант. Классический компьютер тоже может справиться с этим заданием, но его квантовому аналогу потребуется значительно меньше времени.
Второй пример: задача коммивояжера, то есть выбор оптимального с точки зрения времени и протяженности маршрута.
Ее уже решала на реальном примере другая компания — D-Wave совместно с Volkswagen применила квантовый компьютер для расчета самых быстрых и коротких маршрутов от аэропорта Пекина до точки назначения. Были проанализированы данные с 10 тыс. автомобилей.
Директор по науке Volkswagen Group Мартин Хоффман рассказывает, что на основе полученных в ходе исследования данных компания в марте 2017 года создала платформу, которая способна предупреждать о заторах за 45 минут до их появления.
В целом задачи, в которых квантовый компьютер обходит классический, — вычисление паттернов в больших данных. Это — отличный инструмент городского управления, помогающий оптимизировать и руководить потоками данных, делая жизнь в людских агломерациях проще и удобнее, особенно с развитием интернета вещей, сказал в одном из интервью основатель консалтингового агентства Amyx+ Скотт Амикс.
Также квантовый компьютер подходит для задач, связанных с разложением простых чисел на множители, в сферах, где количество данных растет по экспоненте. К этому типу относится моделирование молекул и атомов, изучение которых с помощью квантового компьютера приведет к прорывам в медицине, строительстве и других сферах, надеются исследователи.
Дарио Гил, вице-президент IBM, в интервью TechСrunch отмечал, что миссией компании является «создание универсального квантового компьютера, который не подвержен критическому количеству ошибок». Это позволит пользователям и исследователям решать не только узкоспециализированные, но и прикладные бытовые задачи, подчеркнул менеджер.
Для поиска новых смыслов квантового компьютера IBM в 2017 году выпустила набор инструментов Quantum Information Software Kit (QISKit). С его помощью можно программировать находящийся в облаке квантовый компьютер. Софт основан на скриптах популярного языка Python.
Жизнь после кванта
Изобретение универсального квантового компьютера несет не только пользу, но и риски. Один из главных — с помощью квантового компьютера можно легко взломать ключи шифрования.
Это угроза для глобальной информационной безопасности, сказал журналу РБК сотрудник научного центра IBM Research Вадим Любашевский. Появление сегодня квантового компьютера достаточной вычислительной мощности сделало бы большинство электронных коммуникаций незащищенными, рассуждает эксперт. Под удар попадают браузеры, мессенджеры и другие платформы.
IBM Quantum Computing
Plans for 4 new quantum processors, breakthrough technologies and leaps forward in scale, quality and speed. Jay Gambetta and team take us on a journey to 2025 and the era of the quantum-centric supercomputer.
IBM Quantum leads the world in quantum computing. This nascent technology is widely expected to solve valuable problems that today’s most powerful classical supercomputers cannot solve and never will.
Our community of clients and partners comprises of 180+ Fortune 500 companies, academic institutions, national labs, and startups.
With the largest fleet of 20+ of the most powerful quantum systems in the world, we are aiming to turn the world’s most challenging problems into valuable opportunities.
Members include
Strategic partners
We are committed to fostering a truly global quantum economy. Our iconic IBM Quantum System One is already in strategic partner locations in Germany and Japan, with more on the way in the United States, South Korea, and Quebec, Canada. With our strategic partners, we aim to build national quantum ecosystems, develop workforces, and accelerate R&D on a national and global scale.
Strategic partnerships:
- Fraunhofer-Gesellschaft, Germany
- University of Tokyo, Japan
- Cleveland Clinic, United States (in progress)
- Yonsei University, Korea (in progress)
- Quebec, Canada (in progress)
Client case studies
Daimler-Benz x IBM QuantumDaimler envisions a new generation of electric vehicles through quantum battery technology
Access plans
Access our most powerful core and exploratory systems with shorter wait times and hands on service. Create and execute quantum programs at scale with Qiskit Runtime. Gain hands-on support and training — as well as curated access to the best minds in quantum computing via membership to the IBM Quantum Network.
Current Premium Plan systems:
- 27-qubit Falcon (core)
- 27-qubit Falcon (exploratory)
- 127-qubit Eagle (exploratory)
Access our more advanced systems on an as-needed basis, and pay only for the quantum compute time you use.
- Access our most advanced core systems: 27-qubit Falcon R5 processors
- Pay $1.60 per runtime second with a credit card or IBM Cloud credits
- Build circuits in IBM Quantum Composer, IBM Quantum Lab, and Qiskit
- Build, define, and run large workloads using Qiskit Runtime
Run your first quantum circuits for free on simulators and real quantum systems. Take advantage of the same feature-rich tools included in our Premium Plan.
- Use free cloud simulators (Statevector, MPS, Stabilizer)
- Access real 7-qubit and 5-qubit QPUs
- Build circuits in IBM Quantum Composer, IBM Quantum Lab, and Qiskit
- Execute workloads more efficiently in Qiskit Runtime
Technical services
The IBM Quantum Accelerator is our full-service offering for clients looking to build on access offered by the Premium Plan. Accelerator clients get personalized support plans to fully prepare for the coming impact of quantum on their industries.
Develop a roadmap to quantum readiness with our in-house experts. Build foundational understanding and skills. Identify key areas for potential quantum value in your business. Get to quantum-readiness in time to seize commercial value.
Запущен облачный квантовый компьютер для всех желающих. Видео
27 Ноября 2017 11:26 27 Ноя 2017 11:26 |
С сегодняшнего дня открыт публичный мировой доступ к прототипу квантового компьютера японской NTT. Фотонная технология обеспечила системе суперкомпьютерную производительность без использования кубитов и сверхнизких температур.
Японская компания Nippon Telegraph and Telephone Company (NTT) с сегодняшнего дня официально запустила в эксплуатацию прототип квантовой вычислительной системы. В рамках эксперимента компания объявила о предоставлении публичного доступа к своей квантовой системе через интернет по облачному принципу.
Система квантовых вычислений NTT является проектом с государственным финансированием. Разработка проекта производилась в содружестве с Национальным институтом информатики Японии (National Institute of Informatics), университетом Токио, университетом Осаки и другими партнерами.
Для вычислений в квантовом компьютере NTT используется технология оптических вычислений, которая, в отличие от систем с кубитной архитектурой, работает при комнатной температуре, потребляя при этом на порядки меньше энергии.
Технические особенности
Особенностью системы NTT является использование так называемых линейных оптических квантовых вычислений (Linear Optical Quantum Computing, LOQC).
В отличие от более распространенных для квантовых вычислений технологий кубитов, современные физические реализации которых чрезвычайно сложно удержать от декогерования при комнатных температурах и которые обычно требуют сверхнизких температур для повышения стабильности, технология LOQC использует в качестве носителей данных фотоны.
Квантовые LOQC системы превосходят конкурентов по мощности и экономии энергии
Для работы с фотонами в качестве переносчиков информации используются линейные оптические элементы – такие как разделители лучей, фазовращатели и зеркала. Они обеспечивают обработку и запись квантовой информации с помощью фотонных детекторов и квантовых запоминающих устройств, гарантируя стабильность работы при комнатных температурах.
Еще один плюс технологии LOQC – экономный расход энергии.
По словам представителей NTT, прототип их квантовой вычислительной системы потребляет всего лишь порядка 1 кВт энергии при тех же вычислениях, при которых традиционный суперкомпьютер будет потреблять порядка 10 тыс. кВт.
При таком расходе энергии суперкомпьютерные технологии могут быть сведены в перспективе к энергопотреблению, сравнимому с современными игровыми настольными ПК, использующими блоки питания до 1,5 кВт.
В настоящее время алгоритмы квантовых вычислений, равно как технологии их создания, фактически находятся на начальной стадии изучения. Несмотря на огромный потенциал таких систем в будущем, нынешние знания о квантовых вычислениях позволяют использовать их лишь с ограниченным рядом задач.
Цифровые новинки ВТБ: от биометрии для веб-версии до банка в Telegram
ИТ в банках 
Согласно официальному заявлению NTT, именно это стало причиной публичных и бесплатных испытаний разработанной в компании квантовой вычислительной системы. Создатели надеются, что ее открытое и всестороннее тестирование позволит расширить поиск и определение потенциальных областей ее применения, а также поможет наладить контакты с разработчиками соответствующего программного обеспечения.
Запуск состоялся, что дальше
Для эксплуатации своей квантовой вычислительной системы разработчики из NTT создали соответствующую облачную систему на базе собственной технологии «квантовой нейронной сети» (Quantum Neural Network, QNN) , которая, по данным компании, была признана готовой к эксплуатации и публичному запуску после продолжительного тестирования ее стабильной работы при комнатной температуре.
«Квантовая нейронная сеть» NTT
По данным NTT, реализация коммерческой квантовой вычислительной системы на базе прототипа QNN запланирована на март 2020 г.
Как ожидается, система будет задействована японскими властями для оптимизации управления дорожным движением в городских районах страны со сложным трафиком, а также для оптимального подключения десятков тысяч смартфонов к различным базовым станциям в перенаселенных городских агломерациях.
Согласно данным агентства Nikkei, Япония заложила в бюджет 2018 г. расходы на квантовые вычисления в размере порядка 30 млрд иен ($267 млн). Для сравнения: госпрограммы США выделяют на исследования и разработку квантовых вычислительных систем порядка $200 млн ежегодно, в то время как Китай заложил расходы на создание национального центра квантовых вычислений сумму порядка $10 млрд.
Юрий Соснин, «Астра»: С февраля мы испытываем на себе лавинообразный рост запросов на миграцию
IBM начала предоставлять услугу облачной квантовой криптографии
Американская компания IBM выводит на рынок системы безопасности нового поколения.
Три ключевых продукта IBM Cloud — Red Hat OpenShift, Cloud Kubernetes Service и Key Protect — теперь поставляются с алгоритмами квантового шифрования.
Представители компании называют технологию «квантово-безопасной криптографией» — система стабильно защищает гибридное облако IBM как от существующих, так и от потенциальных угроз, которые могут появиться в будущем.
Новая платформа шифрует соединения с помощью алгоритма Kyber, разработанного в IBM Research для защиты от попыток дескремблирования. Изначально система была рассчитана не на существующие системы, а на «эпоху квантовых вычислений».
Однако технологический прогресс заставил разработчиков ПО значительно ускориться.
Kyber уже оценивается Национальным институтом стандартов и технологий США в рамках инициативы по стандартизации алгоритмов квантово-безопасной криптографии.
«По мере того, как наша зависимость от данных растет в эпоху гибридного облака и развития возможностей квантовых вычислений, потребность в конфиденциальности данных становится все более острой.
Теперь IBM предлагает наиболее целостный квантово-безопасный подход к защите данных, среди доступных сегодня, а также помощь предприятиям в защите от существующих и будущих угроз», — заявил вице-президент и главный технический директор IBM Cloud Хиллери Хантер.
Red Hat OpenShift в IBM Cloud — первая служба, получившая новые возможности шифрования, сообщает SiliconAngle. Сервис представляет собой управляемую версию платформы для корпоративных приложений с открытым исходным кодом.
А Cloud Kubernetes Service — это более масштабная услуга по предоставлению контейнеров для быстрого развертывания приложений, способных подключаться к передовым интерфейсам, вроде технологий на базе блокчейна или суперкомпьютера IBM Watson.
Контейнерные приложения, развернутые в этих сервисах, будут использовать квантово-безопасную криптографию для защиты TLS-соединений (Transport Layer Security).
Что касается облачной службы Key Protect, то мультиарендная услуга по управлению ключами теперь также оснащена дополнительным уровнем защиты. Алгоритм IBM обеспечивает защиту сервиса на протяжении всего жизненного цикла ключа. При этом доступ к ключам получают только пользователи вышеперечисленных служб, но не сотрудники IBM.
Помимо облачной среды, IBM Research также работает над применением квантовой криптографии в других областях. В 2019 году IBM представила первый в мире квантово-безопасный ленточный накопитель.
Устройство было оснащено уникальными алгоритмами шифрования, реализованными на уровне прошивки. IBM также обещает разработать первый квантовый компьютер на 1121 кубита к 2023 году.
Конечная цель компании — сделать квантовые вычисления доступными для каждого пользователя.
Облачный сервис квантовых вычислений для всех
Специалисты исследовательского отделения IBM предоставили всем желающим доступ к квантовому процессору через облако, подключиться к которому можно с любого настольного ПК или мобильного устройства.
«Сегодня мы отмечаем рождение облачных квантовых вычислений, — заявил Арвинд Кришна, старший вице-президент и директор IBM Research. — Квантовые компьютеры разительно отличаются от обычных — не только внешне и внутренне, но что самое важное, своими способностями. Став реальностью, квантовые вычисления раздвинут границы возможного далеко за пределы, доступные современным компьютерам».
Облачная платформа квантовых вычислений, получившая название IBM Quantum Experience, дает возможность экспериментировать и выполнять алгоритмы, обращающиеся к индивидуальным кубитам квантового процессора IBM. По словам Джея Гамбетты, менеджера по теории квантовых вычислений и информации IBM, все желающие смогут пользоваться Quantum Experience бесплатно.
«Сервис публичный, предпочтений для каких-либо организаций или коммерческих компаний не будет, — сообщил Гамбетта. — Сегодня квантовые вычисления способны обеспечить серьезные преимущества по сравнению с обычными в целом ряде коммерчески значимых предметных областей, включая разработку материалов и лекарств, оптимизацию и другие».
Чарльз Кинг, аналитик Pund-IT, считает, что мощности пятикубитового процессора IBM должно быть достаточно, чтобы им можно было пользоваться для широкого круга научно-исследовательских и иных вычислительных задач: «По моему личному мнению, это очень важное объявление.
Прежде всего, теперь сильно повысится интерес к квантовым вычислениям и активизируется исследовательская деятельность.
На данный момент соответствующая работа ведется в основном лишь в компаниях, способных позволить себе очень дорогостоящие эксперименты с квантовыми технологиями».
Кинг также отметил, что благодаря свободному доступу к квантовому чипу появится возможность удостоверяться в работоспособности квантовых алгоритмов и приложений, которые прежде можно было выполнять лишь на симуляторах.
«Инициатива IBM демонстрирует, что ее квантовый процессор пригоден к работе, воспроизводим и достаточно стабилен, чтобы поддерживать облачный доступ и сервисы, — продолжил аналитик. — Если проект окажется успешным и приведет к более четкому пониманию концепции облачных вычислений, а также появлению работоспособных крупных систем, он определенно останется в истории как революционный».
Аналитик IDC Эрл Джозеф отметил, что помимо задачи строительства полноценного квантового компьютера есть не менее сложная — разобраться, как его программировать, и шаг IBM по привлечению широкой публики способен помочь в этом.
«Данный эксперимент дает возможность широкому кругу людей начать учиться программированию квантовых компьютеров, что в свою очередь поможет поиску применений для этой новой технологии,- продолжил Джозеф.
— Есть надежда, что теперь исследованиями в области квантовых вычислений заинтересуются студенты вузов.
Это огромное достижение, учитывая что теперь больше людей во всем мире смогут познакомиться с квантовым компьютером».
Ричард Доерти, аналитик The Envisioneering Group, назвал инициативу IBM потенциально революционной: «Квантовым компьютерам, возможно, суждено стать главными двигателями обработки данных и когнитивных вычислений на предстоящие десятилетия, учитывая, насколько велико сейчас стремление начать решать вычислительные задачи нового уровня сложности, стоящие перед наукой, бизнесом и обществом. Умным фермам обработки данных будущего необходима квантовая мощь. Как говорится, постройте, и они придут, — IBM ускорит наступление новой эпохи вместе с народом».
Грядут черные технологии! IBM открывает публике пробный «квантовый компьютер» — Русские Блоги
IBM успешно создала рабочий прототип компьютера с пятью кубитами, но самое похвальное то, что он был открыт для публики в Интернете.
Сейчас компьютер находится в лаборатории в Нью-Йорке, но мы можем пройтиСпециальное программное обеспечениеДля удаленного доступа. Да, вы правильно поняли, мы, большие парни, теперь можем играть в высококлассные квантовые компьютеры.
Использование квантовых вычислений в облаке
Интерфейс квантовых устройств очень дружелюбный, но вам нужно улучшить свою технику и осанку, прежде чем использовать такие устройства. Мы не можем гарантировать, что сможем нормально испытать эту сложную технологию, пока не получим ее определенного понимания.
До этого мы могли видеть симуляторы квантового компьютера в Интернете. Однако это первый раз, когда такое дорогое и современное аппаратное оборудование было открыто для публики в Интернете.
Влияние квантовых компьютеров на нас
Даже если это всего лишь способ IBM улучшить свою репутацию, мы все равно должны быть благодарны за это, в конце концов, на этот раз выиграла общественность.
Кроме того, есть еще одна причина, по которой IBM пытается публично опробовать оборудование, а именно: они хотят, чтобы каждый обнаружил любые потенциальные уязвимости в оборудовании, чтобы они могли его улучшить.
Современные квантовые устройства могут использовать только несколько кубитов, но компьютеры D-Wave могут обрабатывать сотни кубитов.
Квантовые компьютеры принципиально отличаются от обычных компьютеров: первые используют характеристики квантовой механики и могут работать очень быстро.
С другой стороны, обычные компьютеры используют форму 0 и 1, в то время как квантовые компьютеры используют кубиты, которые могут быть 0 или 1, или даже что-то среднее.
Это означает, что в квантовых вычислениях простой бит может содержать два значения одновременно, или два бита могут содержать четыре значения одновременно. Это также причина того, почему квантовые устройства молниеносно обрабатывают данные.
- Исходное время публикации: 2016-05-06 автор: dawner
- Источник этой статьи:cnBeta, Если вам нужно перепечатать, пожалуйста, свяжитесь с первоначальным автором.
IBM запустит коммерческий сервис квантовых вычислений
Компания IBM пообещала в ближайшее время запустить первый коммерческий сервис квантовых вычислений под названием IBM Q. Он будет работать на платформе IBM Cloud. Кроме того, компания выложила API для IBM Quantum Experience.
Плохие новости: когда мы увидим «квантовые компьютеры для бизнеса», пока неясно. Издание Nature утверждает, что IBM Q запустится уже в этом году, однако на официальном сайте IBM никаких сроков не называют.
Точно известно только то, что в 2017 выпустят комплект средств разработки (Software Development Kit) для предыдущего проекта IBM в области квантовых вычислений — платформы Quantum Experience. Насколько мощным будет IBM Q на момент запуска и сколько будет стоить услуга, тоже неизвестно.
Хорошие новости: компания обещает «в течение нескольких лет» создать 50-кубитную систему.
Квантовые компьютеры — это вычислительные устройства, которые для передачи и обработки информации используют явления квантовой суперпозиции и квантового параллелизма. Иначе говоря, работают по принципам квантовой механики.
В обычных или «классических» компьютерах информация хранится в битах, а в квантовых — в квантовых битах, сокращённо «кубитах» (q-bits). В отличие от битов, которые принимают значение 1 или 0, кубиты представляют собой суперпозицию этих состояний.
И теоретически, квантовые компьютеры могут работать во много раз быстрее классических — по крайней мере, при решении некоторых задач.
Но на практике создать универсальный квантовый компьютер — устройство, которое может запустить любой квантовый алгоритм — очень и очень непросто. В частности, потому что квантовые компьютеры гораздо более чувствительны к состоянию внешней среды, чем классические.
Чтобы они работали, нужно исключить воздействие внешней среды на кубиты. Например, использовать в качестве кубитов уровни энергии ионов, захваченных ионными ловушками, создаваемыми в вакууме электрическим полем.
Или кубиты в сверхпроводниковых структурах, которые сохраняются при крайне низких температурах — именно этот способ применяет IBM.
Для того чтобы квантовые компьютеры могли превзойти обычные, они должны содержать тысячу кубитов, а лучше — несколько тысяч. В мае прошлого года IBM запустила облачный сервис Quantum Experience.
Он позволяет всем желающим поработать с квантовым процессором, который находится в Исследовательском центре имени Томаса Дж. Уотсона. В этом процессоре всего 5 кубитов, поэтому запуск Quantum Experience у многих вызвал недоумение и скепсис.
«Многие смотрели на это как на пиар-ход, — говорит физик Кристофер Монро (Christopher Monroe). — Но я думаю, это очень важно».
Даже несмотря на относительно малую вычислительную мощность, QE оказался полезным как учёным, так и самой IBM. Компания смогла поработать над практическим применением технологии.
Как создать систему, которая работает сама по себе, без постоянного контроля со стороны физиков? Что нужно сделать, чтобы ей могли пользоваться исследователи из других областей, даже те, кто не работал с квантовыми компьютерами? Специалистам IBM пришлось найти ответы на эти и другие вопросы.
«Было очевидно, что нужно запустить облачную платформу, — говорит Монро, — Но чтобы вывести систему на этот уровень, требуется много работы».
Благодаря QE учёные могли поработать над созданием квантовых алгоритмов. Меньше, чем за год сервисом воспользовались 40 000 пользователей из 100 стран.
Они провели 275 000 экспериментов и по результатам написали 15 статей. Например, одна научная группа сравнила работу процессора IBM и квантового компьютера на основе ионных ловушек.
Оказалось, что QE более быстрый, но менее точный, чем конкурент.
В этом году компания выпустит набор инструментов для создания приложений и программ под Quantum Experience. А в ближайшем будущем планирует создать 50-кубитный компьютер.
По словам представителя IBM, которого цитирует издание Quartz, вычислительную мощность 25-кубитного компьютера можно симулировать на обычном ноутбуке.
Для 45 кубитов понадобится суперкомпьютер, а при 50 кубитах «вы не сможете построить настолько крупную классическую вычислительную систему, чтобы симулировать квантовый компьютер такой мощности».
IBM запустит первый в мире коммерческий сервис для квантовых вычислений
Одна из целей IBM Q — создание программных пакетов, которые в будущем обеспечат работу с квантовыми компьютерами. В течение ближайших пяти лет компания планирует создать коммерческую систему с 50 кубитами, которая продемонстрирует возможности, выходящие за рамки современных классических систем.
Квантовые компьютеры работают с особым типов битов — кубитами. Эти логические элементы могут одновременно находиться в состоянии 0 и 1, выдавая при измерении одно из них с известной вероятностью. Это позволяет разрабатывать принципиально новые алгоритмы вычислений, которые в некоторых случаях оказываются гораздо продуктивнее классических, пишет N+1.
Современные квантовые компьютеры еще далеки от того, чтобы продемонстрировать прирост по сравнению с классическими вычислителями. Рекордное количество кубитов в полноценном квантовом компьютере — около 20.
В 2016 году IBM впервые запустила свободный облачный доступ к пятикубитному компьютеру Quantum Experience.
IBM также представила новый прикладной программный интерфейс (Application Program Interface, API) для IBM Quantum Experience, который позволит разработчикам и программистам строить интерфейсы между существующим в облаке пятикубитным квантовым и классическими компьютерами. Кроме того, компания сообщила об обновлении программы-симулятора для IBM Quantum Experience, которая позволит смоделировать конфигурации до 20 кубитов.
В первой половине 2017 года IBM планирует представить полный пакет средств разработки ПО для IBM Quantum Experience. С его помощью пользователи смогут создавать простые квантовые приложения и программные продукты.
Quantum Experience позволит любому пользователю подключиться к квантовому процессору компании с помощью IBM Cloud, запускать алгоритмы и проводить исследования, работать с отдельными квантовыми битами, а также изучать учебные материалы и примеры моделирования всего, что может быть связано с квантовыми вычислениями.
Квантовые приложения в будущем могут применяться в следующих направлениях: поиск лекарств и препаратов, каналы поставок и логистика, финансовые сервисы, искусственный интеллект и защита облаков, прогнозируют в IBM.
Загрузка...
