Пробивите в квантовите изчисления привличат инвестициите обратно в сектора

Нова вълна на доверие — и капитал — залива промишлеността на квантовите калкулации.

Правителствата на Австралия и щата Куинсланд тази седмица се ангажираха 940 милиона австралийски $ (620 милиона щатски долара) сред тях, с цел да поддържат построяването на пълномащабен квантов компютър покрай Бризбейн от американската започваща компания PSI Quantum. Сделката беше единствено последният знак, че една десетилетна фантазия за нова форма на компютри, която се възползва от необикновените свойства на квантовата механика, може най-сетне да се реализира.

Системата в Австралия ще бъде “ първата машина, която прекрачва прага на [да бъде] в действителност потребен компютър — първата квантова система в света, която ще бъде комерсиално потребна “, твърди Пийт Шадболт, основен теоретичен шеф на PSI.

Той не е самичък в отправянето на огромни искания за потомство компютри, които са планувани да бъдат издигнати преди края на това десетилетие, сигнализирайки за относително къс спринт за област, която имаше своя дял от неуспехи през 65-те години, откогато професор Ричард Файнман за първи път изложи концепция за квантово пресмятане.

Едно от най-големите провокации е, че квантовите битове — или кубити — употребявани в днешните машини са мощно нестабилни и задържат своите квантови положения единствено за извънредно къси интервали, създавайки „ звук “. В резултат на това се натрупват неточности по време на всяко квантово пресмятане, което прави компютъра всъщност ненужен.

Последните достижения в коригирането на неточности, техника за шифроване на информация в кюбити, която компенсира това, дадоха обещание метод за превъзмогване на този проблем доста по-бързо, в сравнение с множеството в промишлеността чакаха.

Други фирмите, които са се прицелили в нова крайна линия в квантовата конкуренция, включват IBM, която построява пробни квантови системи от години. В края на 2023 година за първи път изложи пътна карта за постигане на изцяло функционална, практична система.

„ Чувствам, че имаме път към мащабиране, с цел да демонстрираме резистентен на неточности квантов компютър “ до 2029 година, сподели Джей Гамбета, вицепрезидент на квантовите компютри в IBM.

„ Никой до момента не е интегрирал система с милиони кубити, най-вече са няколко хиляди “, сподели Скот Арънсън, шеф на Квантовия информативен център в Тексаския университет.

В продължение на години прогнозирането по кое време тъкмо квантовите калкулации ще доближат практическа полза изглеждаше като глупава задача. Надеждите, че ще можем да програмираме по-ранно потомство от по този начин наречените шумни машини - системи с нестабилни кубити - бяха попарени, поставяйки завършек на веднъж за практическа приложимост.

И даже някои видимо значими проучвателен пробиви не съумяха да дадат резултат резултати. Когато през 2019 година Гугъл съобщи, че е достигнал „ квантово превъзходство “ – точката, в която квантовите системи изпреварват обичайните компютри – се оказа, че нови способи за програмиране на съществуващи машини могат да заличат преимуществото.

Но доста в промишлеността в този момент считат, че през последните месеци се отвори явен път за създаване на широкомащабни системи, които ще донесат действителни механически и бизнес преимущества.

Поредица от проучвателен пробиви, започващи с Гугъл предходната година, донесоха забележителен прогрес в коригирането на неточности години по-рано от множеството упования. Резултатите от проучванията на Харвардския университет и основаната в Бостън група QuEra в края на 2023 година, дружно с отчет тази година от Microsoft и основания в Съединени американски щати и Обединеното кралство Quantinuum, прибавиха към очакванията.

„ През миналата година, видяхме огромен прогрес в промишлеността и по-специално към коригирането на неточности “, сподели Стив Брайърли, началник на Riverlane, квантов стартъп в Обединеното кралство. Това понижи броя на техническите пробиви, които към момента би трябвало да бъдат направени, сподели той. „ Това от ден на ден наподобява по-малко като теоретичен проблем, а доста повече като инженерен проблем. “

Един от резултатите е нова конкуренция за разширение на днешните квантови хардуерни системи, с цел да могат да се оправят с потребните логаритми, които компании като защото IBM в този момент има вяра, че скоро ще бъде създаден.

Инвестицията на Австралия в PSI, под формата на личен капитал в компанията, както и безплатни средства и заеми, бележи необикновен залог върху кубити, основани на фотони, а не на свръхпроводящи кубити, употребявани от IBM и Гугъл. Доказано е, че фотоните обезпечават постоянна основа за квантова система, само че PSI в предишното е разгласил малко проучвания, с цел да покаже какъв прогрес е постигнал за превъзмогване на многото хардуерни провокации, сподели Арънсън от UT.

В опит да разсее тези подозрения, тази седмица PSI разгласява първата си изследователска публикация, очертаваща напредъка в хардуера, за който Shadbolt твърди, че го е сложил по пътя към работеща, широкомащабна система до края на десетилетието.

С ориентиране на вниманието към практичността на производството на огромен брой кубити и квантови чипове, както и различен хардуер, нужен за свързването им дружно в по-големи системи, PSI също твърди преимущества за фотонната технология, която ще получи до система от 1 милион кубита по-бързо от други в промишлеността.

В един позитивен знак за промишлеността, до момента в който тя се движи към комерсиално произвеждане, се образува по-развита верига за доставки на квантов хардуер, до момента в който технологията се движи отвън лабораторията, сподели Брайърли.

Въпреки новите очаквания, специалисти като Gambetta от IBM признават, че проектите им да стигнат до цялостно квантово пресмятане към момента могат да бъдат провалени. По-трудно е да се планува по кое време ще бъдат направени нужните алгоритмични пробиви, с цел да се направи корекцията на неточности практична, в сравнение с основаването на пътна карта за увеличение на хардуера, сподели той.

Гамбета обаче добави, че в случай че IBM успее да покаже първите, доста ранни на практика резултати от квантовите калкулации през идващите две години – миг, който назовава квантово преимущество – това може да провокира нова вълна от интерес от страна на корпоративния свят.

„ Хората имат тези проекти на хартия – нещата, които експериментаторите предвиждат, постоянно лишават повече време, в сравнение с си мислят “, сподели Арънсън. Но след скорошния прогрес, зараждащата се квантова изчислителна промишленост наподобява за първи път има същински късмет да доближи практическа полза, добави той.