Дарио Гил — Будущее является квантовым.

На фото — 50 кубитная система IBM: криостат IBM, подключенный к 50-кубитной системе

Некоторые из важнейших технических достижений 20-го века стали возможными благодаря десятилетиям фундаментальных научных исследований, первоначальной целью которых было просто расширить понимание человека. Когда Эйнштейн открыл относительность, он понятия не имел, что в один прекрасный день это станет важной частью современных навигационных систем. Такова история квантовой науки.

Мы прошли долгий путь с самых ранних дней квантовой теории информации, когда член научного сообщества IBM Чарльз Беннетт (Charlie Bennett) и другие пионеры квантовой информатики создали необходимые условия для развития процветающего научного сообщества. Сегодня это же сообщество добилось значительного прогресса в том, что на наших глазах создаются первые реальные системы, которые способны претворить в жизнь теоретические прогнозы.

Прогресс был выдающимся. Только полтора года назад мы представили опытный прототип 5 кубитовой машины в облаке IBM Q, предоставив миру возможность использовать, исследовать его и учиться на нем. Год спустя мы добавили второе устройство с 16 кубитами. Сегодня для доступа к исследованиям IBM Q зарегистрировано более 60 000 аккаунтов пользователей из более чем 1500 университетов, 300 средних школ и 300 частных учреждений и в совокупности проходит 1,7 миллиона экспериментов. Члены исследовательского сообщества также опубликовали более 35 научных работ, используя нашу платформу в качестве испытательного стенда для идей. Это только начало.

В мае этого года мы объявили о запуске IBM Q, выступив с первой в отрасли инициативой по созданию коммерчески доступных универсальных квантовых компьютеров для бизнеса и науки. Сегодня мы объявили, что успешно построили и протестировали две новые машины:

• одна с 20 кубитами, будет доступна нашим клиентам в конце этого года,
• и прототип с 50 кубитами, который станет основой будущих систем IBM Q.

Наша 20 кубитная машина по сравнению с предыдущими поколениями квантовых процессоров со средним значением 50 мкс имеет удвоенное время когерентности – в среднем 90 мкс. Она также предназначена для масштабирования; 50 кубитный прототип имеет аналогичную производительность. Наша цель как в эксперименте с IBM Q, так и в нашей коммерческой программе заключается в сотрудничестве с расширенным сообществом партнеров, чтобы ускорить путь к демонстрации квантового преимущества для решения реальных насущных проблем.

Меня по прежнему удивляет и вдохновляет экосистема, которую мы построили за последние полтора года, и я считаю, что мы достигнем гораздо большего благодаря разработке QISKit – квантового информационного обеспечения для разработки квантовых информационных систем (the quantum information software development kit). Этот ключевой для нашего сообщества ресурс позволит использовать наши системы максимально эффективно.

Он включает в себя инструменты на основе python для создания, управления, визуализации и изучения квантовых состояний, инструменты для характеристики кубитов, скрипты для пакетных заданий, а также компилятор для сопоставления желательного и реального оборудования, задействованного в эксперименте, и многое другое. По мере совершенствования этого инструментария как при помощи собственных разработок, так и открытых исходных кодов будут возрастать и темпы нашего научно-технического прогресса как сообщества.

20 и 50-кубитные массивы IBM. рис. 1. Схемы, иллюстрирующие взаимосвязь между кубитами: слева – схема 20-кубитной системы, посредине – 50-кубитная система. Такая сложная структура связей обеспечивает максимальную гибкость для систем IBM Q. 50 кубит – естественное продолжение 20-кубитной архитектуры. Справа – фотография пакета квантовых процессоров для первых систем IBM Q. Процессор обладает улучшенными конструкциями, подключением и упаковкой сверхпроводящих кубитов.

Пока все еще рано, но мы с нетерпением ожидаем выхода на истинный потенциал квантовых вычислений. В прошлом году наш оптимизм был подпитан тем, что в ближайшие годы квантовые вычисления откроют новые двери в области химии, оптимизации и обучения машин. Мы должны наслаждаться периодом в истории квантовых информационных технологий, когда мы действительно находимся в процессе компьютерной перезагрузки.

Примечание редактора: Дарио Гил представил «Будущее вычислительной техники: ИИ и Квант» на саммите IEEE Rebooting Computing Industry Summit on the Future of Computing. Здесь будет добавлена запись его выступления, которую опубликуют на странице IBM Research Facebook и Twitter.
10 ноября 2017 г.

Источник