Google sāk darbu, lai izveidotu savu kvantu datoru

Google gatavojas sākt projektēt un būvēt aparatūru kvantu datoram — tāda veida mašīnai, kas var izmantot kvantu fiziku, lai atrisinātu problēmas, kas parastam datoram prasītu miljoniem gadu.

Kvantu kodols : metodes, kas izstrādātas Kalifornijas Universitātē Santabarbarā, lai izveidotu šo ierīci, kas pazīstama kā kubits, tiks izmantotas, lai mēģinātu izveidot funkcionējošu kvantu datoru Google.

Kopš 2009. gada Google ir sadarbojies ar pretrunīgi vērtēto starta uzņēmumu D-Wave Systems, kas apgalvo, ka pirmais komerciālais kvantu dators . Un pagājušajā gadā Google iegādājās vienu no D-Wave iekārtām. Taču neatkarīgie testi, kas publicēti šī gada sākumā, neatrada pierādījumus tam, ka D-Wave dators izmanto kvantu fiziku, lai problēmas atrisinātu efektīvāk nekā parastā mašīna.

Tagad Džons Martinis Kalifornijas Universitātes Santabarbaras profesors ir pievienojies Google, lai netālu no universitātes izveidotu jaunu kvantu aparatūras laboratoriju. Viņš mēģinās izveidot savas versijas tāda veida mikroshēmai, kas atrodas D-Wave mašīnā.

Martinis ir pavadījis vairāk nekā desmit gadus, strādājot pie pārbaudītākas pieejas kvantu skaitļošanai, un ir izveidojis dažas no lielākajām, bezkļūdām kubitu sistēmām, pamata elementiem, kas kodē informāciju kvantu datorā.

Mēs vēlētos pārdomāt dizainu un izveidot kubitus citādā veidā, saka Martinis par saviem centieniem uzlabot D-Wave aparatūru. Mēs domājam, ka mūsu kubitu veidošanā ir iespēja uzlabot iekārtu. Martinis ir ieņēmis kopīgu pozīciju ar Google un UCSB, kas ļaus viņam turpināt savu pētījumu universitātē.

Noteiktu problēmu gadījumā kvantu datori varētu būt ārkārtīgi ātrāki par jebkuru esošo datoru. Tas ir tāpēc, ka kubiti, kas strādā kopā, var izmantot kvantu mehānikas dīvainības, lai ātri izmestu nepareizos ceļus uz risinājumu un atrastu pareizo ceļu. Tomēr kubitus ir sarežģīti darboties, jo kvantu stāvokļi ir tik delikāti.

Kriss Monro , profesors, kurš vada kvantu skaitļošanas laboratoriju Merilendas Universitātē, atzinīgi novērtēja ziņas, ka viens no vadošajiem lukturiem šajā jomā strādās pie jautājuma par to, vai tādi dizaini kā D-Wave var būt noderīgi. Es domāju, ka šī ir lieliska attīstība, lai likumīgi pētnieki to izmēģinātu, viņš saka.

Kopš savas pirmās iekārtas demonstrēšanas 2007. gadā, D-Wave ir aizkaitinājis akadēmiskos pētniekus, izvirzot pretenzijas par saviem datoriem, nesniedzot pierādījumus, kas, pēc kritiķu domām, ir nepieciešami to dublēšanai. Tomēr uzņēmums ir piesaistījis vairāk nekā 140 miljonu dolāru finansējums un pārdeva vairākas tās mašīnas (skatiet CIP un Džefs Bezoss bet par kvantu skaitļošanu).

Nav šaubu, ka D-Wave mašīna var veikt aprēķinus. Un pētījumi publicēts 2011. gadā parādīja, ka mašīnas mikroshēmā ir pareiza veida kvantu fizika, kas nepieciešama kvantu skaitļošanai. Taču trūkst pierādījumu, ka tā izmanto šo fiziku tādā veidā, kas nepieciešams, lai atbloķētu milzīgos ātrumus, ko sola kvantu dators. Tas varētu būt problēmu risināšana, izmantojot tikai parasto fiziku.

Martinis iepriekšējais darbs ir bijis vērsts uz tradicionālo pieeju kvantu skaitļošanai. Viņš uzstādīja jaunu pavērsienu šajā jomā šā gada aprīlī, kad viņa laboratorija paziņoja, ka tā varētu darboties pieci kubiti kopā ar salīdzinoši zemu kļūdu līmeni . Lielākas šādu kubitu sistēmas var konfigurēt tā, lai tas darbotos gandrīz jebkura veida algoritmā atkarībā no problēmas, līdzīgi kā parastā datorā. Lai kvantu dators būtu noderīgs, tas, iespējams, būtu jāizveido ar desmitiem tūkstošu vai vairāk kubitu.

D-Wave jaunākās iekārtas centrā esošajai mikroshēmai ir 512 kubiti, taču tie ir savienoti ar citu, ierobežotāku komponentu, kas pazīstams kā kvantu atkausētājs. Tas var palaist tikai noteiktu algoritmu, ko izmanto noteikta veida problēmai, kas prasa izvēlēties labāko variantu situācijā ar daudzām konkurējošām prasībām, piemēram, nosakot visefektīvāko piegādes maršrutu pa pilsētu.

Martinis bija līdzautors uz papīra publicēts Zinātne agrāk šajā gadā kas līdz šim veica visstingrāko neatkarīgo skatījumu uz D-Wave iekārtu. Tajā secināts, ka datorā veiktajos testos nav pierādījumu par kvantu paātrinājumu. Kritiķi saka, ka bez tā D-Wave nav nekas vairāk kā pārspīlēts un diezgan dīvains parasts dators. Uzņēmums iebilst, ka tā mašīnas testos bija nepareiza veida problēmas, lai pierādītu tās priekšrocības.

Mārtiņa darbs pie D-Wave mašīnas noveda viņu pie sarunām ar Google un viņa jaunajā amatā. Teorija un simulācija liecina, ka atkausētājiem varētu būt iespējams nodrošināt kvantu paātrinājumu, un viņš to uzskata par atklātu jautājumu. Viņš saka, ka ir patiešām interesanta zinātne, ko cilvēki cenšas noskaidrot.

Martinis domā, ka viņa tehnoloģija kubitu izgatavošanai varētu radīt labākus kvantu atkausētājus. Konkrētāk, viņš cer izveidot tādu, kura kubiti var stabilāk uzturēt kvantu stāvokli, kas pazīstams kā superpozīcija - faktiski gan 0, gan 1 vienlaikus. D-Wave iekārtas kubiti var uzturēt superpozīcijas tikai nanosekundes. Martinis ir izveidojis kubitus, kas to spēj veikt pat 30 mikrosekundes, viņš saka.

Martinis izgatavo savus kubitus no alumīnija shēmām, kas veidotas uz safīra plāksnēm, un atdzesē tās līdz 20 milikelviniem — daļai virs absolūtās nulles — tā, lai tie kļūtu par supravadītiem. D-Wave mikroshēmas darbībai ir nepieciešama līdzīga dzesēšana, taču tai ir ķēdes, kas izgatavotas no supravadoša materiāla, ko sauc par niobiju, virs silīcija plāksnēm. Martinis pašlaik pāriet uz silīcija kubitu izgatavošanu, un uzskata, ka daži D-Wave mikroshēmās izmantotie elektroizolācijas materiāli var ierobežot tā veiktspēju.

Tomēr Google nav atteicies no D-Wave. In an tiešsaistes paziņojums , Google kvantu pētījumu vadītājs sacīja, ka abi uzņēmumi turpinās sadarboties un ka Google D-Wave dators tiks jaunināts ar jaunu 1000 kubitu procesoru, kad tas būs pieejams.

paslēpties