211service.com
IBM loopt Google voor in race om kwantumcomputervermogen
Allerlei dingen zijn tegenwoordig aangesloten op internet, maar de computer van Jerry Chow valt op. Gekoeld door vloeibaar helium, gebruikt zijn supergeleidende processor kwantumfysica om regels van de dagelijkse realiteit te omzeilen die de kracht van conventionele computers beperken.
Chow beheert IBM's quantum computing-groep in het Thomas J. Watson-onderzoekscentrum van het bedrijf in Yorktown Heights, New York. Het team gelanceerd een website vandaag met een interface waarmee externe programmeurs en onderzoekers algoritmen op de nieuwe chip kunnen testen.
Chow zegt dat hij ze klaar wil maken voor het onzekere punt in de toekomst wanneer dit exotische soort cloudcomputer klaar is voor praktisch gebruik. We willen mensen helpen anders te denken en een kwantumcomputer te leren programmeren, zegt Chow.
IBM, Google, Microsoft en veel academische groepen proberen allemaal kwantumcomputers te ontwikkelen omdat ze in staat zouden moeten zijn om problemen op te lossen die praktisch onmogelijk zijn voor conventionele computers. Niet veel onderzoeksgroepen kunnen chips bouwen zoals die van IBM, en ze worden meestal niet beschikbaar gesteld aan anderen dan geselecteerde medewerkers, zegt David Corey , een onderzoeker aan het Institute for Quantum Computing aan de Universiteit van Waterloo, Canada. En een chip betrouwbaar genoeg maken om 24/7 online beschikbaar te zijn, is indrukwekkend, zegt hij. Ik ken geen enkel systeem dat deze robuustheid laat zien.
De chip van IBM heeft vijf apparaten, qubits genaamd, die digitale gegevens kunnen weergeven met behulp van kwantumfysica.
Chow's groep ook gepubliceerde details van een tweede nieuwe kwantumchip vandaag. Ze beweren dat het dichterbij komt dan ooit om alle foutcorrectiefuncties te demonstreren die nodig zijn om een universele kwantumcomputer te maken, het type kwantumcomputer dat het best wordt begrepen door theoretici. Maar zo'n machine bestaat niet omdat natuurkundigen er niet achter zijn gekomen hoe ze de schilfering die gepaard gaat met de potentiële kracht van het weergeven van gegevens met behulp van delicate kwantumtoestanden volledig kunnen temmen.
IBM's paper is niet peer-reviewed, maar de nieuwste chip zou het bedrijf net voor Google plaatsen in de race voor een universele kwantumcomputer. De zoek- en advertentiegigant heeft vorig jaar een nieuw laboratorium opgericht om kwantumchips te bouwen (zie Google's Quantum Dream Machine).
Toch verwacht geen van beide bedrijven zeer binnenkort een universele kwantumcomputer te bouwen.
Quantumcomputerchips bestaan uit apparaten die qubits worden genoemd en die digitale gegevens vertegenwoordigen met behulp van kwantumeffecten. Hun rekenkracht komt van rare trucs, zoals het invoeren van een fragiele modus, een superpositie genaamd, die kan worden beschouwd als gelijktijdig 0 en 1. Een praktische universele kwantumcomputer zou honderdduizenden of miljoenen qubits nodig hebben vanwege het aanzienlijke gewicht van foutcorrigerende code nodig zijn. De chips die IBM vandaag heeft aangekondigd, hebben vijf en zeven qubits. De beste chip die de hoofdonderzoeker van Google heeft gemaakt, heeft er negen.
Het team van Chow mikt echter ook op een beperkter soort kwantumprocessor die een kortere weg naar computationele rijkdom kan bieden. Een zogenaamde analoge kwantumcomputer zou met minder foutcorrigerende code kunnen werken en dus een veel kleiner aantal qubits nodig hebben. Het zou alleen in staat zijn om bepaalde problemen aan te pakken, maar het zou onder meer chemiesimulaties zijn die belangrijk zijn voor energie- en materiaalonderzoek, en machine learning, zegt Chow.
Scott Aaronson , een universitair hoofddocent aan het MIT, zegt dat dat een waardig doel is. Hij zegt dat een verzameling van slechts 50 qubits die op die manier worden gebruikt, waarschijnlijk de eerste computer zal zijn die kwantumsuprematie aantoont - de kracht om een rekenprobleem op te lossen dat immens moeilijk en misschien praktisch onmogelijk is voor conventionele machines. (Google rapporteerde vorig jaar een opvallend resultaat met behulp van een kwantumprocessor met een ander ontwerp dan het opstarten van D-Wave, maar het voldeed niet aan de kwantumoverheersing - zie Google zegt dat zijn controversiële kwantumcomputer echt werkt.)
De eerste duidelijke demonstratie van kwantumsuprematie zal een enorme mijlpaal zijn in de geschiedenis van de natuurkunde en informatica, zegt Aaronson. Het is aannemelijk, maar niet zeker, dat dit in de nabije toekomst kan worden gerealiseerd.
Chow zegt dat zijn team dat in het vizier heeft. We zijn niet zo ver van de bouw ervan, zegt hij. We geloven wel dat 50 qubits de komende jaren mogelijk is.
De IBMers hebben echter concurrentie. Het quantum computing-team van Google streeft ook naar het bouwen van analoge quantumprocessors en schat dat het binnen een paar jaar een chip met 100 qubits klaar zou kunnen hebben. Academische groepen, bijvoorbeeld aan de Universiteit van Maryland , proberen ook analoge kwantumprocessors te bouwen.
IBM's Chow is onaangedaan en voorspelt dat de concurrentie zal toenemen naarmate het duidelijker wordt waarvoor analoge kwantumprocessors nuttig kunnen zijn. Er zijn een aantal bedrijven die nu naar het IP grijpen, zegt hij. Ik denk dat hier meer aan zal worden gewerkt naarmate dit scenario duidelijker wordt.