211service.com
Quantum Inside: Intel ražo jaunu eksotisku mikroshēmu
Intel
Intel ir sācis ražot mikroshēmas kvantu datoriem.
Jaunā aparatūra ir pārāk vāja, lai veiktu lielu reālu darbu, taču tā sniedz spēcīgu signālu, ka tehnoloģija tuvojas reālās pasaules lietojumprogrammām. Mēs [pārvietojam] kvantu skaitļošanu no akadēmiskās telpas uz pusvadītāju telpu, saka Džims Klārks, Intel kvantu aparatūras direktors.
Kamēr parastie datori uzglabā un manipulē ar datiem, attēlojot bināros datus viens smiltis 0 s, kvantu dators izmanto kvantu bitus vai kubitus, izmantojot kvantu parādības, lai attēlotu datus vairāk nekā vienā stāvoklī vienlaikus. Tas ļauj aprēķināt informāciju principiāli atšķirīgā veidā un veikt dažus paralēlus aprēķinus tajā pašā laikā, kas būtu nepieciešams, lai veiktu vienu.
Kvantu skaitļošana jau sen ir bijusi akadēmiska zinātkāre, un ir milzīgas problēmas, lai uzticami apstrādātu kvantu informāciju. Tomēr tagad pieaug sajūta, ka tehnoloģija varētu parādīties pētniecības laboratorijās dažu gadu laikā (sk. 10 Breakthrough Technologies 2017: Practical Quantum Computers).
Intel kvantu mikroshēma izmanto supravadošus kubitus. Šī pieeja balstās uz esošu elektriskās ķēdes dizainu, bet izmanto principiāli atšķirīgu elektronisko parādību, kas darbojas tikai ļoti zemā temperatūrā. Mikroshēmu, kas spēj apstrādāt 17 kubitus, pēdējo 18 mēnešu laikā izstrādāja pētnieki laboratorijā Oregonas štatā, un tā tiek ražota Intel rūpnīcā Arizonā.
Darbs tapis sadarbībā ar QuTech , Nīderlandes uzņēmums izveidojās no Delftas universitātes, kas specializējas kvantu skaitļošanā. QuTech pēdējos gados ir guvis ievērojamu progresu stabilāku kubitu izstrādē. Intel 2015. gadā investēja 50 miljonus USD QuTech.
Intel pētnieki pielāgoja uzņēmuma esošo 300 nanometru flip chip procesora dizainu, lai atbalstītu kvantu apstrādes smalkumu. Tas nozīmē, ka procesoriem ir jāstrādā īpaši zemā temperatūrā, un tiem jābūt necaurlaidīgiem pret radiofrekvenču traucējumiem. Kubiti ir stabili tikai lielā aukstumā, un pētnieki mainīja materiālus, ķēdes dizainu un savienojumus starp dažādiem komponentiem.
Intel nav vienīgais uzņēmums, kas cenšas padarīt kvantu skaitļošanu praktisku. Google, IBM, Microsoft un citi arī cenšas izstrādāt pirmo kvantu mašīnu, kas spēj veikt reālu darbu.
Intel ir salīdzinoši vēlu spēlē, taču uzņēmums ir derējis, ka tā ražošanas pieredze var palīdzēt sasniegt vai pārspēt savus konkurentus. Klārks saka, ka uzņēmums 2014. gadā izvēlējās koncentrēties uz kvantu skaitļošanu, domājot, ka tas varētu paātrināt progresu, izmantojot esošās ražošanas metodes. Viņš saka, ka Intel ir vienīgais spēlētājs, kuram ir progresīvas ražošanas un iepakošanas tehnoloģijas (skatiet sadaļu Intel Bets It Can Turn Everyday Silicon to Quantum Computing’s Wonder Material).
Palielinoties kvantu mikroshēmu iespējām, šīm ierīcēm vajadzētu sasniegt lūzuma punktu, kurā noteikta veida aprēķini var kļūt daudz ātrāki. Tam vajadzētu nekavējoties ietekmēt tādas jomas kā ķīmija un materiālu zinātne, nodrošinot ārkārtīgi sarežģītu molekulāro modelēšanu. Taču jaunās iespējas varētu arī radīt virkni jaunu ideju.
Pēdējā laikā ir bijusi cerība, ka kvantu skaitļošanu varētu izmantot, lai paātrinātu mašīnmācīšanos. Ir ierosināti vairāki jauni algoritmi kvantu mašīnu mācīšanās , taču ar katru no tām joprojām pastāv nozīmīgas problēmas.
Džims Helds, Intel Labs jauno tehnoloģiju direktors, saka, ka uzņēmums paralēli aparatūras pētījumiem pēta arī algoritmus. Mēs domājam, ka ir liela attīstība hibrīdo algoritmu izmantošanā, kas var izmantot labākās klasiskās iespējas ar kvantu datoru priekšrocībām, viņš saka.
Hartmuts Nevens , kurš vada Google kvantu skaitļošanas projektu, ir teicis, ka uzņēmums līdz nākamajam gadam izveidos 49 kubitu sistēmu. Tajā brīdī iekārta spēs veikt aprēķinus, kurus nevar simulēt ar parasto superdatoru, kas ir etalons, ko dēvē par kvantu pārākums .