211service.com
IBM tummar före Google i Race for Quantum Computing Power
Alla möjliga saker är anslutna till internet nuförtiden, men Jerry Chows dator sticker ut. Nedkyld av flytande helium använder hans supraledande processor kvantfysik för att kringgå regler i den vardagliga verkligheten som begränsar kraften hos konventionella datorer.
Chow leder IBM:s kvantberäkningsgrupp vid företagets forskningscenter Thomas J. Watson i Yorktown Heights, New York. Teamet startade en hemsida idag med ett gränssnitt som låter externa programmerare och forskare testa algoritmer på det nya chippet.
Chow säger att han vill göra dem redo för den obestämda punkten i framtiden när denna exotiska sorts molndator är redo för praktisk användning. Vi vill hjälpa människor att tänka annorlunda och lära sig hur man programmerar en kvantdator, säger Chow.
IBM, Google, Microsoft och många akademiska grupper försöker alla utveckla kvantdatorer eftersom de borde kunna lösa problem som är praktiskt taget omöjliga för konventionella datorer. Det är inte många forskargrupper som kan bygga chips som IBMs, och de görs vanligtvis inte tillgängliga för andra utöver utvalda samarbetspartners, säger David Corey , en forskare vid Institute for Quantum Computing vid University of Waterloo, Kanada. Och att göra ett chip tillräckligt pålitligt för att vara tillgängligt 24/7 online är imponerande, säger han. Jag känner inte till något system som visar denna robusthet.
IBMs chip har fem enheter som kallas qubits som kan representera digital data med hjälp av kvantfysik.
Chows grupp också publicerade detaljer av ett andra nytt kvantchip idag. De hävdar att det kommer närmare än något tidigare att demonstrera alla felkorrigeringsfunktioner som krävs för att göra en universell kvantdator, den typ av kvantdator som bäst förstås av teoretiker. Men ingen sådan maskin existerar eftersom fysiker inte har listat ut hur man helt kan tämja fläckigheten som följer med den potentiella kraften i att representera data med hjälp av känsliga kvanttillstånd.
IBM:s papper är inte peer reviewed, men dess senaste chip skulle sätta företaget precis före Google i kapplöpningen om en universell kvantdator. Sök- och annonsjätten etablerade ett nytt labb för att bygga kvantchips förra året (se Googles Quantum Dream Machine ).
Ändå förväntar sig inget av företagen att bygga en universell kvantdator mycket snart.
Kvantberäkningschips består av enheter som kallas qubits som representerar digital data med hjälp av kvanteffekter. Deras beräkningskraft kommer från konstiga knep som att gå in i ett skört läge som kallas en superposition som kan ses som 0 och 1 samtidigt. En praktisk universell kvantdator skulle kräva hundratusentals eller miljoner qubits på grund av den stora vikten av felkorrigerande kod behövs. Chipsen IBM tillkännagav idag har fem och sju qubits. Det bästa chipet som Googles ledande forskare har gjort har nio.
Men Chows team siktar också på en mer begränsad typ av kvantprocessor som kan erbjuda en genväg till beräkningsrikedom. En så kallad analog kvantdator skulle kunna fungera med mindre felkorrigerande kod och därför kräva ett mycket mindre antal kvantbitar. Det skulle bara kunna ta sig an vissa problem, men de skulle inkludera kemisimuleringar som är viktiga för energi- och materialforskning och maskininlärning, säger Chow.
Scott Aaronson , en docent vid MIT, säger att det är ett värdigt mål. Han säger att en samling på bara 50 qubits som drivs på det sättet sannolikt kommer att vara den första datorn som visar kvantöverhöghet - kraften att lösa ett beräkningsproblem som är oerhört svårt och kanske praktiskt taget omöjligt för konventionella maskiner. (Google rapporterade förra året ett slående resultat med användning av en kvantprocessor av en annan design än startup D-Wave, men den saknade kvantöverhöghet – se Google säger att dess kontroversiella kvantdator verkligen fungerar.)
Den första tydliga demonstrationen av kvantöverhöghet kommer att bli en enorm milstolpe i fysikens och datavetenskapens historia, säger Aaronson. Det är troligt, men inte säkert, att det skulle kunna uppnås inom en snar framtid.
Chow säger att hans team har det i sikte. Vi är inte så långt ifrån att bygga det, säger han. Vi tror att 50 qubits är möjliga under de kommande åren.
IBMs har dock konkurrens. Googles kvantberäkningsteam siktar också på att bygga analoga kvantprocessorer och uppskattar att de kan ha ett chip med 100 qubits redo på bara några år. Akademiska grupper, till exempel vid University of Maryland , försöker också bygga analoga kvantprocessorer.
IBMs Chow är oberörd och förutspår att konkurrensen kommer att intensifieras när det blir tydligare vad analoga kvantprocessorer kan vara användbara för. Det finns ett antal företag som tar tag i IP nu, säger han. Jag tror att det kommer att bli mer arbete med detta när det här scenariot blir tydligare.