211service.com
The Bell Labs of Quantum Computing
Raymond Laflamme kan ännu inte sälja en kvantdator till dig. Men han kommer att sälja dig ett logikkort för 13 000 $ för att mäta intrasslade fotoner.
Supercool: En närbild av en supraledande krets som arbetar vid -269 °C.
Det är en början.
Laflamme är chef för Institute for Quantum Computing vid University of Waterloo, ett forskningscenter som är en del av en quixotisk, storslagen ansträngning av Mike Lazaridis, medgrundare till smartphonetillverkaren BlackBerry, för att uppfinna en kvantdator och förvandla denna stad 11 mil från Toronto in i en Quantum Valley.
Sedan 1999 har Lazaridis lagt 270 miljoner dollar bakom sin vision och betalat för att rekrytera några av världens bästa teoretiska fysiker. Medan han tror att en riktig kvantdator fortfarande är 10 år bort, tror han att de första upptäckterna kan kommersialiseras nu, vilket gör Waterloo till ett blomstrande industriellt kluster byggt kring kvantinformationsvetenskap.
Waterloo har en av världens bästa datavetenskapliga institutioner vid University of Waterloo. Det är också företagets hem för BlackBerry, tidigare känt som Research in Motion, och ett allt rikare ekosystem av nystartade företag. Men kvantmekanik är inte precis en lätt elevatorpitch. Så mycket som regionen är ett mecka för entreprenörskap är det en mycket annorlunda utmaning att kommersialisera ren kvantteknologi, säger Rolf Horn, postdoc vid institutet som försöker starta ett företag för att sälja en enhet som kan producera fotoner som uppvisar kvanteffekter.
Kvantdatorer ska ha förmågan att snabbt lösa problem som dagens datorer inte kan röra, som att bryta mycket svåra kryptografiska chiffer. Dessutom närmar sig snabba framsteg inom konventionell datoranvändning – som beskrivs av Moores lag – de fysiska gränserna för material som kisel. Du behöver inte veta mycket om fysik för att inse att det finns pengar att tjäna på att tränga förbi dessa gränser, säger Lazaridis.
Det är fortfarande mycket tidiga dagar för kvantdatorer. Vid Institute for Quantum Computing, som också finansieras kraftigt av Kanadas regering, fungerar den mest komplexa kvantdatorn med bara 12 qubits. En qubit är det kvantum som motsvarar en bit. Tack vare kvantmekaniken kan varje qubit vara i flera tillstånd samtidigt (föreställ dig en bit som kan vara en 0 , till ett , eller båda samtidigt). Det tillåter snabbare beräkningar för vissa problem, men att hålla qubits stabila har visat sig svårt.
Lazaridis har använt sin rikedom för att föra toppforskare till Waterloo, och började med en gåva på 100 miljoner dollar 2000 för att skapa Perimeter Institute for Theoretical Physics. Men kvantberäkningsansträngningen kanske inte kan förlita sig på hans storhet för alltid. Hans förmögenhet, åtminstone på papperet, har rasat med mer än 2 miljarder dollar tillsammans med BlackBerrys aktiekurs då deras telefoner har tappat popularitet. I en shakeup 2012 avgick Lazaridis som BlackBerrys co-VD.
Quantum Valley kommer inte heller att bli ett riktigt industrikluster om allt det gör är att rekrytera världens bästa akademiska forskare. Det är en anledning till att Lazaridis och Doug Fregin, BlackBerrys andra grundare, i mars lanserade en investeringsfond på 100 miljoner dollar, Quantum Valley Investments. Vi byggde allt det här och det var väldigt altruistiskt, väldigt mycket filantropi, säger Lazaridis. Men några av forskarna kom till oss och sa, du vet, den här kvantdatorn - en del av tekniken vi arbetar med har spin-offs.
Laflamme har prylar som återspeglar några av dessa idéer utspridda på ett soffbord på hans kontor, inklusive en enkel två-qubit-processor med lodet fortfarande synligt, och en metalllåda storleken på en router som är användbar för att mäta fotonkällor. Den lådan är grunden för hans lilla startup-företag, Universal Quantum Devices.
Laflamme kallar företaget ett experiment i hur man kommersialiserar grundläggande aspekter av kvantteknologi. Om det verkar som små saker, kom ihåg att de första produkterna från Hewlett-Packard, Silicon Valleys ursprungliga datorjätte, var frekvensräknare och en enkel oscillator för att mäta ljud.
Andra kommersialiseringsinsatser inkluderar en satellit som kan använda ljusets kvantegenskaper för att skicka krypterad kommunikation. En prototyp kommer att testas i sommar genom att sätta den på en flakbil och köra den runt Waterloos vetefält, för att se om den spårar med en optikmottagare på taket av institutets forskningsbyggnader.
Lazaridis nya riskfond har ännu inte investerat i någon av dessa idéer. Ändå säger Laflamme att det går bättre än han förväntat sig. År 2001 skulle folk säga: 'När kommer du att ha spinoffs som kommer ut?' och jag skulle säga 20 år och tänkte: 'Jag kommer att vara säker med det', säger han. Nu kan jag se det komma.