Всередині рефрижератора в лабораторії IBM Q. Джерело: IBM Research.
Компанія IBM пообіцяла найближчим часом запустити перший комерційний сервіс квантових обчислень під назвою IBM Q. Він буде працювати на платформі IBM Cloud. Крім того, компанія виклала API для IBM Quantum Experience.
Погані новини: коли ми побачимо «квантові комп'ютери для бізнесу», поки неясно. Видання Nature стверджує, що IBM Q запуститься вже цього року, проте на офіційному сайті IBM ніяких термінів не називають. Точно відомо тільки те, що в 2017 випустять комплект засобів розробки (Software Development Kit) для попереднього проекту IBM в області квантових обчислень - платформи Quantum Experience. Наскільки потужним буде IBM Q на момент запуску і скільки коштуватиме послуга, теж невідомо. Хороші новини: компанія обіцяє «протягом декількох років» створити 50-кубітну систему.
Квантові комп'ютери - це обчислювальні пристрої, які для передачі та обробки інформації використовують явища квантової суперпозиції і квантового паралелізму. Інакше кажучи, працюють за принципами квантової механіки. У звичайних або «класичних» комп'ютерах інформація зберігається в бітах, а в квантових - в квантових битах, скорочено «кубітах» (q-bits). На відміну від бітів, які приймають значення 1 або 0, кубіти являють собою суперпозицію цих станів. І теоретично, квантові комп'ютери можуть працювати в багато разів швидше класичних - принаймні, при вирішенні деяких завдань.
Але на практиці створити універсальний квантовий комп'ютер - пристрій, який може запустити будь-який квантовий алгоритм - дуже і дуже непросто. Зокрема, тому що квантові комп'ютери набагато більш чутливі до стану зовнішнього середовища, ніж класичні. Щоб вони працювали, потрібно виключити вплив зовнішнього середовища на кубіти. Наприклад, використовувати як кубити рівні енергії іонів, захоплених іонними пастками, створюваними у вакуумі електричним полем. Або кубіти в надпровідникових структурах, які зберігаються при вкрай низьких температурах - саме цей спосіб застосовує IBM.
Для того щоб квантові комп'ютери могли перевершити звичайні, вони повинні містити тисячу кубітів, а краще - кілька тисяч. У травні минулого року IBM запустила хмарний сервіс Quantum Experience. Він дозволяє всім бажаючим попрацювати з квантовим процесором, який знаходиться в Дослідницькому центрі імені Томаса Дж.Уотсона. У цьому процесорі всього 5 кубітів, тому запуск Quantum Experience у багатьох викликав подив і скепсис. «Багато хто дивився на це як на піар-хід, - каже фізик Крістофер Монро (Christopher Monroe). - Але я думаю, це дуже важливо».
Навіть незважаючи на відносно малу обчислювальну потужність, QE виявився корисним як вченим, так і самій IBM. Компанія змогла попрацювати над практичним застосуванням технології. Як створити систему, яка працює сама по собі, без постійного контролю з боку фізиків? Що потрібно зробити, щоб їй могли користуватися дослідники з інших областей, навіть ті, хто не працював з квантовими комп'ютерами? Фахівцям IBM довелося знайти відповіді на ці та інші питання. «Було очевидно, що потрібно запустити хмарну платформу, - говорить Монро, - Але щоб вивести систему на цей рівень, потрібно багато роботи».
Завдяки QE вчені могли попрацювати над створенням квантових алгоритмів. Менше, ніж за рік сервісом скористалися 40 000 користувачів зі 100 країн. Вони провели 275 000 експериментів і за результатами написали 15 статей. Наприклад, одна наукова група порівняла роботу процесора IBM і квантового комп'ютера на основі іонних пасток. Виявилося, що QE більш швидкий, але менш точний, ніж конкурент.
Цього року компанія випустить набір інструментів для створення додатків і програм під Quantum Experience. А в найближчому майбутньому планує створити 50-кубітний комп'ютер. За словами представника IBM, якого цитує видання Quartz, обчислювальну потужність 25-кубітного комп'ютера можна симулювати на звичайному ноутбуці. Для 45 кубітів знадобиться суперкомп'ютер, а при 50 кубітах «ви не зможете побудувати настільки велику класичну обчислювальну систему, щоб симулювати квантовий комп'ютер такої потужності».