IBM на CES 2019 представила Q System One квантовый компьютер

IBM запустила интегрированную систему для квантовых вычислений, разработанную для ученых и предприятий, под названием IBM Q System One.

Система будет представлена на CES 2019 с копией Q System One. IBM добавила, что в этом году откроет коммерческий вычислительный центр Q Quantum в Покипси, штат Нью-Йорк. Еще предстоит определить, сколько квантовых систем будет размещено в одном центре, сказал Боб Сутор, вице-президент IBM Q Strategy & Ecosystems.

В связи с тем, что генеральный директор IBM Джинни Рометти (Ginni Rometty) выступил с основным докладом на CES, Big Blue использует конференцию для демонстрации своих исследований и разработок и возможности коммерциализации новых технологий. IBM была одним из предшественников в области квантовых вычислений. Квантовые вычисления обещают продвинуть совершенно новую парадигму за пределы традиционных компьютеров. Проблема квантовых вычислений заключается в том, что разработчикам необходимо создавать приложения для кубитов, постоянной холодной среды и новых аппаратных архитектур.

Эти проблемы, связанные с квантовыми вычислениями, означают, что их использование, скорее всего, будет осуществляться с применением модели «как услуга» или облачной модели. Хотя квантовые вычисления могут быть развернуты в корпоративных центрах обработки данных в какой-то момент, возврат инвестиций будет непростым делом, учитывая незрелость рынка. Сутор отметил, что «все до сих пор основано на облаке», когда речь идет о квантовых вычислениях.

В самом деле, IBM запустила Q Experience в мае 2016 года, и 100 000 человек получили доступ к квантовым системам с написанием более 130 сторонних исследовательских работ. IBM Q Network, платформа для приложений для бизнеса и науки, недавно добавила Аргоннскую национальную лабораторию, CERN, ExxonMobil, Fermilab и Национальную лабораторию Лоуренса Беркли.

По словам Сутора, Q Network и Q Quantum Computational Center представляют собой более формальное соглашение с IBM о коммерциализации квантовых вычислений. Например, такие компании, как JP Morgan Chase и Daimler, напрямую работают с учеными IBM над проблемами и алгоритмами масштабирования.

IBM гонится за квантовыми вычислениями, потому что она сможет решить множество сложных проблем для разных отраслей. Вот как отличаются квантовые и классические вычисления.

Каждый классический электронный компьютер использует естественное поведение электронов для получения результатов в соответствии с булевой логикой (для любых двух конкретных входных состояний — одно определенное выходное состояние). Здесь основной единицей транзакции является двоичная цифра («бит»), состояние которой равно 0 или 1. В обычном полупроводнике эти два состояния представлены уровнями низкого и высокого напряжения внутри транзисторов.

В квантовом компьютере структура радикально отличается. Его основной единицей регистрации состояния является кубит, который на одном уровне также хранит состояние 0 или 1 (фактически 0 и / или 1). Вместо транзисторов квантовые вычисления получают свои кубиты, бомбардируя атомы электрическими полями под перпендикулярными углами друг к другу, в результате чего выстраиваются ионы, а также удобно и эквивалентно разделяются их. Когда эти ионы разделены достаточным пространством, их орбитальные электроны становятся домашними адресами, если хотите, кубитов.

Универсальная система квантовых вычислений IBM стремится упростить интеграцию, чтобы они могли применяться к реальным бизнес-задачам. Самая большая проблема, которую IBM пытается решить, — это модульный способ обновления квантовой системы. Пользовательские компоненты включают в себя:

1.Аппаратное обеспечение должно быть достаточно стабильным для обеспечения предсказуемых кубитов.

2.Криогенная инженерия для поддержания холодных систем квантовых вычислений.

3.Электроника для контроля кубитов в масштабе.

4. Прошивка для квантовых вычислений для обработки обновлений и простоев.

Процесс квантовых вычислений еще находится на ранней стадии, но IBM Quantum Computing Center позволит предприятиям и ученым изучить более практичные приложения. Возможно, самым большим выводом является то, что Q System One представляет собой ранний шаблон для масштабирования квантовых вычислений.

По словам Сутора, для IBM Q System One представляет собой образец для масштабного развертываний. «Нам нужно было создать систему нового типа, которая будет контрастировать с тем, что похоже на научный эксперимент в задней комнате. Нам нужно что-то, что мы могли бы отстаивать для коммерческого использования», — сказал он.

Что касается дизайна, IBM Q System One находится в закрытой стеклянной герметичной среде. IBM использовала набор дизайнеров, архитекторов и производителей для построения физической структуры. Система Q System One предназначена для минимизации помех, таких как окружающий шум, вибрация, изменения температуры и электромагнитные волны.

Система Q System One имеет корпус из боросиликатного стекла толщиной полдюйма толщиной девять футов и шириной девять футов. Вращение с приводом от двигателя было разработано для упрощения технического обслуживания и модернизации.

Кроме того, независимые алюминиевые и стальные рамы используются для развязки криостата, управления электроникой и корпусом. Зачем? Кубиты не должны иметь помех или не будут работать.

Возможно, самой большой проблемой было создание системы, которая могла бы постоянно работать вблизи абсолютного нуля без помех и быть модернизированной. Например, для замены чипа кубит потребовалось бы 36 часов для обогрева помещения, замены процессора и затем еще 36 часов для повторного охлаждения. «Если бы у вас была только одна система, то 4 дня — это долго», — сказал Сутор. «Теперь с новым дизайном мы можем сократить его до пары часов».

Выйдет ли Q Systems в ваш дата-центр? Возможно нет. Сутор отметил, что заказчики будут слишком часто обновлять системы IBM, поскольку технология быстро меняется. «Технология развивается так быстро, что может быть бессмысленно какое-то время покупать ее», — сказал он.