IBM Q System One: перший у світі повністю інтегрований квантовий комп’ютер

Комп’ютери, якими б простими вони не здавалися, їх можливості та швидкість калібрування задач і рівнянь є чимось недосяжним для людського мозку. Комп’ютер, як можна подумати, – це не просто засіб, який пропонує вам ряд додатків, а просто калькулятор. Ви даєте команду комп’ютеру, він подає цю команду в процесор. Який потім завантажується, обробляється і калібрується, перш ніж дати вам бажаний результат. Хоча комп’ютер безперечно працює за командами людини, його здатність обробляти команду та калібрувати її без ймовірності помилки вручну робить машину ефективнішою за нас. Хоча класичні комп’ютери продовжують допомагати нам виконувати реальні обчислення протягом тривалого часу, потреба в технологічних досягненнях і побудові технологічного світового суспільства, підняло вимоги до більш складних рішень наших обчислювальних проблем у різних галузях знань. І оскільки ці проблеми занадто складні для калібрування класичного комп’ютера, дослідники звернулися до квантових обчислень.

Американський виробник комп’ютерних систем IBM нещодавно оприлюднив те, що, за її словами, є «першою в світі інтегрованою квантовою обчислювальною машиною» під назвою IBM Q System One. Що таке Q System One? Що IBM має на кону з цим? Що це може означати для майбутнього обчислювальних систем? Давайте візьмемо це «покроково».

Читайте також: -

Чи небезпечні квантові комп’ютери? Чи є квантові комп’ютери найкращою обчислювальною технологією, яку може отримати людство? Або вони збираються захопити нашу кібербезпеку? Знайти...

Квантові обчислення в двох словах

Зображення: зламано

Отже, ви всі вивчали двійкові числа в школі, чи не так? Яку мову розуміють комп’ютери? Дзвонить у дзвіночки? Класичний комп’ютер не сприймає і не розуміє команди, написані словом. Все, що ви робите на комп’ютері, зберігається в його пам’яті як частина інформації у вигляді двійкових одиниць, що складається лише з 0 і 1. Отже, класичний комп’ютер виконує всі обчислення в двійковому вигляді. Оскільки двійкова одиниця може бути як 0, так і 1, обсяг обчислювальної складності, яку може обробляти або прийняти комп’ютер, також обмежений. Завжди існують контрольні показники, яких комп’ютер не може досягти через обмеження його алгоритмів обробки та зберігання інформації, що перевищує певну межу та складність.

Зображення: Forbes

Ось тут і з’являються квантові обчислення. Квантові обчислення працюють над законами квантової механіки, де наука вивчається щодо речовин, набагато менших за розміром і масштабом, насправді менших за атом. Такі частинки називаються субатомними або квантовими. Тепер давайте розглянемо, що ці субатомні частинки є комп’ютерними бітами. У квантових обчисленнях інформацію, отриману комп’ютером, можна маніпулювати далі на більш складні та менші біти.

Це можна зробити за допомогою явища, яке називається квантовою заплутаністю; накладання двійкових бітів один над одним для утворення зв'язаних, парних або згрупованих бітів інформації. Парні біти, як правило, обробляють більш складну та складну інформацію для калібрування, оскільки вони можуть існувати в більш ніж одному стані, на відміну від двійкових форм. Ці біти, переплутані разом, залежні від властивостей один одного, називаються кубітами.

Квантові обчислення в основному зменшують вивчення комп’ютерів. Пара двійкових бітів 0 і 1 у квантовому стані може утворювати чотири втілені стани, якщо накладаються. Аналогічно, три кубіти 0 і 1 можна об’єднати у пари у восьми різних станах. А тепер уявіть собі їх сотні; це дасть вам пари станів, які перевищують кількість частинок у Всесвіті. Це ступінь квантових обчислень.

Що можуть запропонувати нам квантові обчислення?

Зображення: TechFunnel

Ми завжди чуємо низку прогнозів щодо ринку акцій, спорту, світової чи національної економіки, медичних досліджень та погоди. Ці прогнози спрямовують наше повсякденне життя і формують величезну частину нашого майбутнього. Але звідки ми беремо ці прогнози? Обчислення. Програмне забезпечення та комп’ютерні машини, які запускають вхідні дані та інформацію про математичні алгоритми, щоб визначити або оцінити, як може виглядати майбутнє цієї конкретної галузі.

Дані океанічних течій визначають, яку погоду можна очікувати завтра. МРТ у лікарнях дозволяє лікарям знайти найкраще лікування для пацієнта. Нинішні рішення бізнес-конгломератів дозволяють фінансовим аналітикам маніпулювати графіками акцій і змінювати форму завтрашньої економіки. Проте все ж існує ряд складних обчислювальних проблем, які виходять за межі розуміння будь-якого класичного комп’ютера чи мозку на Землі. Квантові обчислення можуть бути високоякісним оновленням того, що ми знаємо про обчислювальний аналіз. Погода та фінансовий стан будуть доступні раніше, ніж нам доведеться зіткнутися з їхніми наслідками.

Лікарі та хірурги зможуть зробити нові відкриття та назавжди змінити лікування. Ми могли б оптимізувати всі ресурси та повністю видалити відходи; ручні помилки в обчисленнях і алгоритмах перестали б існувати; і більше того, ми могли б розшифрувати виникнення природи та її феномен, оскільки сама природа базується на властивостях субатомних частинок.

Чому виробники комп’ютерів наважилися на квантові обчислення?

Зображення: Technology Review

Що ж, однією з причин може бути гонка за встановлення монополії та домінування над технологіями світу. У технологічно-залежному суспільстві, в якому ми живемо, ми вже надали багато особистої інформації про себе першокласним технологічним корпораціям і фінансованим державою технологічним проектам. Той, хто керує такою технологією, практично домінує у світі. Квантові обчислення – це наступна велика річ серед технологій майбутнього після штучного інтелекту. Корпорація, яка запропонувала б найкращий квантовий аналіз і обчислення, мала б доступ до всіх видів корпоративних, державних та персональних даних у різних сферах роботи. Кожен, хто володіє цією інформацією, мав би право приймати найкращі рішення для себе і завжди залишався на висоті, незважаючи ні на що.

Зображення: BlueWire

Іншим може бути заробіток. Не кожна корпорація пропонує послуги квантових обчислень для комерційного та корпоративного використання, і менше ніж кілька з них досягли стадії, коли вони можуть фактично виконувати експериментальні квантові обчислення. Тож, якщо вдасться розробити такий проект, то обов’язково буде рада інвесторам та іншим людям з грошима. Іншою причиною можуть бути дослідження паралелізму та порушення меж космічного простору. Схоже на бачення якогось божевільного вченого, але якщо кубіти та теорії квантової механіки, в теорії, можуть мати можливість вивчати й розв’язувати концепції космічного простору, досі невідомі дослідникам космосу та решті світу.

Мотивів може бути нескінченно, але перемога в цьому відношенні – це не гра, і кожен гравець, який намагається розв’язати квантові обчислення, повинен дуже точно визначити, чого він хоче від цього дослідження та технологічного досягнення.

IBM та її дослідження квантових обчислень

Зображення: IBM

Перше підприємство IBM у сфері квантових обчислень відбулося у 2016 році, коли вона запустила IBM Initiative Q, ініціативу на галузевому рівні, спрямовану на покращення можливостей обчислювального аналізу різних корпорацій у сфері бізнесу та науки. IBM Q було запущено з метою оптимізації ресурсів шляхом безпомилкової діагностики та аналізу та встановлення нових стандартів для машинного навчання. Ініціатива була зосереджена на вдосконаленні фінансових рішень та модернізації методів управління ризиками на рівнях підприємства. Незабаром вона перетворилася на активну філію постачальника послуг квантових обчислень IBM, дозволяючи доступ до своєї мережі підприємствам через хмару. Прагнучи змінити спосіб ведення бізнесу сьогодні,

IBM Q System One: потужний вхід IBM у бізнес квантових обчислень

Зображення: Мережа Близького Сходу

У січні 2019 року IBM вперше оголосила, що її нова IBM Q System One незабаром буде доступна для обчислювального використання для підприємств, і вона була нарешті представлена ​​цього місяця, залучивши різних дослідників технологій та експертів з квантової механіки. System One — це масове оновлення до оригінальної Q, яка пропонувала послуги аналізу до 5 кубітів інформації. Нова System One зможе пропонувати послуги аналізу до 20 кубітів. У простій математиці він міг би обчислювати в п’ять разів складніші задачі, ніж його попередники. Останній гравець у сфері квантових обчислень уже отримав такі корпорації, як CERN і Fermilab, як потенційних клієнтів, які підписалися на використання його послуг у хмарі. Нещодавно розроблена система здатна скидатися з більшою швидкістю, ніж її попередник, і якщо її кріостат правильно обслуговується,

Читайте також: -

Чи квантові обчислення страшніші за штучний інтелект? Ці дві найпотужніші технології, які з’являються поступово, але яка з них страшніша? Читайте блог...

Чи є IBM Q System One гігантським стрибком у квантових обчисленнях?

Зображення: наступна платформа

Запускаючи його, IBM стверджувала, що System One є «першим у світі повністю інтегрованим» квантовим комп’ютером, який може змінити хід фінансової економіки та наукового аналізу найближчим часом. IBM стверджує, що System One може відкрити двері для досліджень, які призведуть до різного роду наукових відкриттів і досягнуть високих цілей оптимізації ресурсів і планування підприємства. Однак ця заява вимагатиме багато обговорень, перш ніж ми зможемо винести остаточне судження щодо можливостей останнього винаходу IBM. Квантові обчислення залежать від законів квантової механіки та квантової заплутаності. Ці закони ніколи не були достовірно доведені експериментально, навіть після обширних досліджень таких вчених, як Ейнштейн і Шредінгер. Різні теорії досі нехтують багатьма поняттями квантової механіки, і тому, IBM не могла вирішити все це за допомогою System One. По-друге, хоча IBM стверджує, що за допомогою цього аналізу вона змінить хід комерційного обчислювального аналізу, досягти цього просто занадто складно. Поки що квантові комп’ютери дали лише експериментальні результати, і System One буде робити те ж саме. Чи є їхнє впровадження в реальних промислових ситуаціях дійсно можливим чи ні, це питання тривалого аналізу та теоретизації.

Зображення: ExtremeTech

Що ми можемо сказати про System One, так це те, що вона, безсумнівно, стане еталоном у сфері досліджень квантових обчислень, а її експериментальні результати відкриють нові ідеї для відкриття нових можливостей самих квантових обчислень. Замість того, щоб вирішувати проблеми, System One, швидше за все, буде діяти як дослідник, який допоможе нам розвивати інструменти та методи квантового аналізу та рухатися вперед для досягнення успішної оптимізації ресурсів, аналізу ризиків та діагностики захворювань за допомогою квантових обчислень.

Чому IBM Q System One не може бути ідеальною машиною?

Фото: The Economist

Тому що обслуговування такої машини з технологією, яку ми зберігаємо сьогодні, — це питання надзвичайної делікатності, турботи та активного контролю. Квантовий комп’ютер повинен зберігатися при температурі замерзання нижче -100 градусів за Цельсієм. Чому? Тому що квантові частинки спотворюються навіть при найменших флуктуаціях і їх потрібно аналізувати майже в стаціонарному стані. Оскільки System One щойно запущено для комерційного використання, ми не знаємо, наскільки вона здатна витримуватись від таких викривлень. Більше того, IBM найменш імовірно вкладатиме все це в одну експериментальну квантову машину, тобто у неї, безперечно, є інші плани щодо неї. Тоді наступне велике питання - надійність. Без належного тестування навіть IBM не може стверджувати, що він стовідсотково надійний для комерційного використання.

Читайте також: -

Як прискорити Firefox Quantum? Незважаючи на свою назву, бувають випадки, коли Firefox Quantum може працювати дуже повільно і викликати масу страждань. якщо ти...

Чи є квантові обчислення хорошим кроком для фінансового майбутнього IBM?

Зображення: Washington Post

На чесну думку, для компанії, якій більше 100 років, фінансове майбутнє не буде першочерговою проблемою, перш ніж вона наважиться на щось. IBM розробила IBM Q System One не самостійно, а за допомогою дослідників, експертів з архітектури та дизайнерів із різних міжнародних організацій. Якщо він це зробив, він, безсумнівно, усвідомлює, що робить і що йому потрібно робити з потенційним майбутнім IBM Q System One. IBM знає, що можуть принести квантові обчислення та комерціалізація таких послуг у майбутньому. Останнім часом компанія не змогла залучити продажів за допомогою своїх популярних технологічних продуктів і послуг, таких як мобільні технології та веб-сервіси. Серед усього цього інвестування досліджень, знань, коштів і майбутніх часток у експериментальну технологію не може бути для IBM методом проб і помилок.

Чи існує якийсь ризик?

Зображення: Silicon UK

Якщо ви беретеся з такою потужною технологією, слід враховувати наслідки. Як уже обговорювалося, успішний перехід від експериментальних до реалізованих квантових обчислень надасть IBM монополію над іншими корпораціями і помістить її у найближче коло великих підприємств і, можливо, в наше особисте життя. Більше того, у випадку інтеграції AI, піддавати такі великі обсяги даних машині, яка самонавчається та самоаналізує, є не тільки ризиком, але й ймовірною небезпекою. Крім того, квантові обчислення можуть порушувати методи криптографії, які можна використовувати для припинення кібератак і забезпечення безпечного зв’язку. Але при зворотному використанні його можна використовувати для зламу зашифрованих файлів державних органів та корпоративних досліджень. Отже, якщо IBM досягне успіху,

 Поки що рано говорити про те, що IBM може зробити з Q System One, але слід пам’ятати, які наслідки може призвести така технологічна потужність разом із успіхом і досягненнями. Крім того, знадобиться ще деякий час, щоб повністю відмовитися від використання класичних комп’ютерів для обчислювального аналізу, оскільки не кожне підприємство може вибрати послуги квантових обчислень. Наразі IBM може стати першою корпорацією, яка підтримує прибутковий бізнес у сфері квантових обчислень. Чи відкриють експерименти Q System One нові двері продуктивності чи принесуть ризики остаточного вибуху машинного інтелекту та технологій?