IBM “Q System One” er en kvante-datamaskin og den første i sitt slag

I september la IBM frem planen for hvordan de skal klare å lage kraftigere kvantedatamaskiner i fremtiden. For å kunne fange atomenes oppførsel ned til hver minste detalj, må man ifølge IBM tenke annerledes.

Kvante-datamaskiner kan ifølge IBM komme til å kunne kjøre revolusjonerende applikasjoner, lage materialer som vil forandre verden og endre måten vi driver business på for alltid.

I september bestemte IBM seg for å ha en maskin med 1000 qubits klar i løpet av 2023

Til sammenligning hevdet Google i 2019 at de hadde nådd “kvanteoverlegenhet” (quantum supremacy) med en maskin med 53 qubits.

Ifølge Google klarte maskinen en kalkulasjon som ville ta 10 000 år med en superdatamaskin, på kun 200 sekunder.

IBM mente derimot at samme beregning kan gjøres på 2 og en halv dag på et vanlig system dersom det er optimalisert riktig. Det oppstå med andre ord en slags kontrovers rundt buzz-ordet “kvanteoverlegenhet” som flere mente at Google brukte uten feil.

Jiuzhang manipulerer lys med et komplekst system av optiske elementer. (Ill: Hansen Zhong)

Det skulle heller ikke ta lang tid før Kina slang seg på bølgen

I mars i fjor hevdet kinesiske forskere at kvante-datamaskinen Jiuzhang kunne utføre beregninger på noen få minutter som ellers ville tatt to milliarder år med verdens tredje raskeste super-datamaskin.

0, 1 og alt imellom

Qubits er kvante-datamaskinenes svar på konvensjonelle datamaskiners minste informasjonsbiter. I motsetning til ordinære bits kan qubits være både 0, 1 eller i en superposisjon av de to. Men qubits i dagens kvante-datamaskiner er sensitive til miljøet de befinner seg i.

Maskinene må kjøles ned til temperaturer som nærmer seg det absolutte nullpunkt (-273,15 grader celsius) for at qubitene skal holde seg i superposisjon. Det å holde systemet så avkjølt krever store fasiliteter rundt selve brikkesettet, noe som gjør det vanskelig å finne kommersielle bruksområder.

For å løse problemet utvikler IBM en ny kjøleteknologi som kan romme større maskiner enn det de klarer idag. Oppskaleringen av maskinene er avgjørende for at kvantedatamaskiner skal kunne brukes kommersielt, sier IBM.

Vil gjøre maskinene tilgjengelige for alminnelige programmerere og ikke bare kvante-eksperter

Derfor lager IBM verktøy som gjør at utviklere kan skrive kode på språk de kan fra før, men som forstås av kvante-datamaskinene. Programmerere skal ikke trenge å lære nye språk, men skal til og med kunne bruke gammel kode.

“Klassiske datamaskiner brukte 60 år på å gå fra programmering med individuelle logiske porter til sofistikerte skybaserte løsninger. Nå må vi ta et like stort skritt med kvante-datamaskinene på tre år.”

– Jay Gambetta, visepresident for IBM Quantum.
IBMs plan for årene fremover. (Ill: IBM)

I år planlegger IBM å slippe Qiskit runtime, et verktøy som lar utviklere kjøre koden sin på kvanteskyen med 100 ganger så høy hastighet som tidligere. Qiskit oppnår hastighetene ved at kode lastes opp på klassiske datamaskiner som er plassert i nærheten av kvante-datamaskinene, i stedet for at koden lastes opp rett fra utviklerens maskin.

For eksempel vil simuleringen av energinivåene i et litiumhydrid-molekyl som idag tar 100 dager, kun ta en dag på Qiskit. I 2023 vil kvantesystemet ifølge IBM være kraftig nok til å kunne arbeide med store problemer som tar alt for lang tid på klassiske systemer.

I 2025 ønsker IBM å oppnå friksjonsløs databehandling med kvantemaskiner, noe som vil gjøre inngangsterskelen lavere for utviklere. 2030-tallet håper IBM vil bli kvantedatamaskinenes store tidsalder.

Vil du lære mer om hva kvantedatamaskiner egentlig er, og hvordan man programmerer for for qubits, kan du besøke IBM Quantum Experience.

Kilde:
IBM
Neowin
Wired