211service.com
Google lanceert poging om zijn eigen kwantumcomputer te bouwen
Google staat op het punt te beginnen met het ontwerpen en bouwen van hardware voor een kwantumcomputer, een soort machine die de kwantumfysica kan gebruiken om problemen op te lossen die een conventionele computer miljoenen jaren zou kosten.
Kwantumkern : Technieken ontwikkeld aan de Universiteit van Californië, Santa Barbara, om dit apparaat, bekend als een qubit, te bouwen, zullen worden gebruikt om te proberen een werkende kwantumcomputer bij Google te bouwen.
Sinds 2009 werkt Google samen met de controversiële startup D-Wave Systems, die beweert de eerste commerciële kwantumcomputer . En vorig jaar kocht Google een van de machines van D-Wave. Maar onafhankelijke tests die eerder dit jaar zijn gepubliceerd, hebben geen bewijs gevonden dat de computer van D-Wave kwantumfysica gebruikt om problemen efficiënter op te lossen dan een conventionele machine.
nutsvoorzieningen John Martini's , een professor aan de Universiteit van Californië, Santa Barbara, heeft zich bij Google aangesloten om een nieuw kwantumhardwarelab in de buurt van de universiteit op te richten. Hij zal proberen zijn eigen versies van het soort chip in een D-Wave-machine te maken.
Martinis heeft meer dan tien jaar gewerkt aan een meer bewezen benadering van kwantumcomputing en heeft enkele van de grootste, meest foutloze systemen van qubits gebouwd, de basisbouwstenen die informatie coderen in een kwantumcomputer.
We willen het ontwerp heroverwegen en de qubits op een andere manier maken, zegt Martinis over zijn inspanningen om de hardware van D-Wave te verbeteren. We denken dat er een kans zit in de manier waarop we onze qubits bouwen om de machine te verbeteren. Martinis heeft een gezamenlijk standpunt ingenomen met Google en UCSB waardoor hij zijn eigen onderzoek aan de universiteit kan voortzetten.
Quantumcomputers kunnen bij bepaalde problemen enorm sneller zijn dan elke bestaande computer. Dat komt omdat qubits die samenwerken de eigenaardigheden van de kwantummechanica kunnen gebruiken om snel verkeerde paden naar een oplossing te negeren en de juiste te vinden. qubits zijn echter lastig te bedienen omdat kwantumtoestanden zo delicaat zijn.
Chris Monroe , een professor die een laboratorium voor kwantumcomputers leidt aan de Universiteit van Maryland, verwelkomde het nieuws dat een van de leidende figuren in het veld zou gaan werken aan de vraag of ontwerpen zoals die van D-Wave nuttig kunnen zijn. Ik denk dat dit een geweldige ontwikkeling is om legitieme onderzoekers het te laten proberen, zegt hij.
Sinds het pronken met zijn eerste machine in 2007, heeft D-Wave academische onderzoekers geïrriteerd door claims te maken voor zijn computers zonder het bewijs te leveren dat volgens critici nodig is om ze te ondersteunen. Het bedrijf heeft echter meer dan $ 140 miljoen aan financiering en verkocht verschillende van zijn machines (zie The CIA en Jeff Bezos Bet on Quantum Computing).
Het lijdt geen twijfel dat de machine van D-Wave berekeningen kan uitvoeren. en onderzoek gepubliceerd in 2011 toonde aan dat de chip van de machine de juiste soort kwantumfysica herbergt die nodig is voor kwantumcomputing. Maar het bewijs ontbreekt dat het die fysica gebruikt op de manier die nodig is om de enorme versnellingen te ontgrendelen die door een kwantumcomputer worden beloofd. Het zou problemen kunnen oplossen met alleen gewone natuurkunde.
Het eerdere werk van Martinis was gericht op de conventionele benadering van kwantumcomputing. Hij zette in april een nieuwe mijlpaal in het veld, toen zijn lab aankondigde dat het kon werken vijf qubits samen met relatief lage foutenpercentages . Grotere systemen van dergelijke qubits kunnen worden geconfigureerd om vrijwel elk soort algoritme uit te voeren, afhankelijk van het probleem dat zich voordoet, net als een conventionele computer. Om bruikbaar te zijn, zou een kwantumcomputer waarschijnlijk moeten worden gebouwd met tienduizenden qubits of meer.
De chip in het hart van de nieuwste machine van D-Wave heeft 512 qubits, maar ze zijn aangesloten op een ander, beperkter onderdeel dat bekend staat als een quantum-annealer. Het kan alleen een specifiek algoritme uitvoeren dat wordt gebruikt voor een specifiek soort probleem waarvoor de beste optie moet worden gekozen in een situatie met veel concurrerende vereisten, bijvoorbeeld het bepalen van de meest efficiënte bezorgroute door een stad.
Martinis was co-auteur van een paper gepubliceerd in Wetenschap eerder dit jaar dat de meest rigoureuze onafhankelijke blik op een D-Wave-machine tot nu toe heeft genomen. Het concludeerde dat in de tests die op de computer werden uitgevoerd, er geen bewijs was van kwantumversnelling. Zonder dat, zeggen critici, is D-Wave niets meer dan een overhyped, en nogal vreemde, conventionele computer. Het bedrijf stelt dat de tests van zijn machine de verkeerde soort problemen met zich meebrachten om de voordelen ervan aan te tonen.
Martinis' werk aan de machine van D-Wave leidde hem naar gesprekken met Google en naar zijn nieuwe functie. Theorie en simulatie suggereren dat het mogelijk is voor annealers om kwantumversnellingen te leveren, en hij beschouwt het als een open vraag. Er is een heel interessante wetenschap die mensen proberen te achterhalen, zegt hij.
Martinis denkt dat zijn technologie voor het maken van qubits betere kwantumgloeiers kan maken. In het bijzonder hoopt hij er een te maken wiens qubits stabieler een kwantumtoestand kunnen handhaven die bekend staat als een superpositie - effectief zowel 0 als 1 tegelijkertijd. De qubits van de machine van D-Wave kunnen superposities handhaven gedurende perioden van slechts nanoseconden. Martinis heeft qubits gebouwd die dat wel 30 microseconden kunnen doen, zegt hij.
Martinis maakt zijn qubits van aluminium circuits die zijn gebouwd op saffierwafels en koelt ze af tot 20 millikelvin - een fractie boven het absolute nulpunt - zodat ze supergeleidend worden. De chip van D-Wave vereist vergelijkbare koeling om te werken, maar heeft circuits gemaakt van een supergeleidend materiaal genaamd niobium, bovenop siliciumwafels. Martinis is bezig met het overschakelen naar het maken van zijn eigen qubits op silicium en is van mening dat bepaalde elektrische isolatiematerialen die in de chips van D-Wave worden gebruikt, de prestaties ervan kunnen beperken.
Google heeft D-Wave echter niet opgegeven. in een online verklaring , zei de leider van het kwantumonderzoek van Google dat de twee bedrijven zullen blijven samenwerken en dat de D-Wave-computer van Google zal worden geüpgraded met een nieuwe 1.000 qubit-processor wanneer deze beschikbaar komt.