През 2021 г. ще видим значителен напредък в окрупняването на квантовите компютри
(снимка: CC0 Public Domain)
Каквато и да е спецификата на основната им технология, за да станат масови и да има полза от тях, квантовите компютри ще трябва да станат модулни и да бъдат свързани в мрежа. През 2021 г. трябва да сме готови да видим как се случва това, казва Питър Чапман, главен изпълнителен директор и президент на IonQ – стартъп, посветен на развитието на квантовите изчисления.
Квантовата технология често бива свързвана с три различни области на работа в мрежа. Първата е подобряването на сигурността на интернет комуникациите. Идеята е да се добави квантово криптиране към комуникационната технология, което е, поне на настоящия етап, „неразбиваемо”. Втората област е изграждането на „интернет на утрешния ден”, използвайки квантовата технология от следващо поколение.
Но най-наблюдаваната сфера, третата, е изграждането на по-мощни квантови компютри, отбелязва Wired. Има основание да се очаква, че в тази област през 2021 г. ще видим значителен напредък.
Два са доказаните начини за изграждане на по-бърз и по-мощен компютър. Първият е увеличаването на производителността на отделните компоненти, като например скоростта на процесора. Вторият е преминаването към модулност и увеличаване на броя на компонентите – например добавяне на множество процесори. Суперкомпютърът на IBM Summit използва втория подход. Той е с размерите на два тенис корта и има 9 216 процесора, подсилени от 27 648 графични процесора.
Същите два подхода се прилагат за квантовите компютри, казва Чапман. IonQ, IBM, Google и други фирми работят върху по-големи и по-добри квантови процесори (QPU), еквивалентни на централните изчислителни ядра на традиционните компютърни системи.
Но също така е възможно да се стигне до по-голям мащаб, като се изградят повече квантови компютри и бъдат „свързани в мрежа” – нещо, което виждаме да се случва с облака днес. Тъй като изчислителните нужди на всички организации по цял свят се увеличават, то и броят на сървърите нараства, за да отговори на търсенето. Ако имаме 100-кюбитов QPU и дадено приложение се нуждае от 2000 кюбита, то можем да „свържем в мрежа” 20 QPU, за да създадем клъстер, който действа като единичен, по-мощен квантов компютър, обяснява експертът.
При „класическите” изчислителни системи преминаването към модуларност често води до някакъв компромис по отношение на производителността или пък до допълнителни режийни разходи както по отношение на парите, така и на времето. При квантовите изчисления не се налага такъв компромис.
„За да позволим на множество квантови компютри да работят заедно като едно цяло, трябва да „преплетем” кюбити в QPU. Това „преплитане” позволява два кюбита да останат свързани, така че действията, извършвани върху единия, да влияят на другия, дори когато са разделени на големи разстояния”, обяснява Чапман.
„След като кюбитите са взаимопреплетени, за тях вече нямат значение местоположението, разстоянието или източникът на кюбита. А това означава, че няма разходи за тяхното пускане след първоначалната цена на настройка”, допълва той.
Всичко това дава основание на специалистите да прогнозират, че през 2021 г. ще видим първата демонстрация на модулни квантови компютри, които са „свързани в мрежа” с цел изграждане на един голям, много мощен квантов мега-компютър. Това ще се случи в реалната квантова индустрия, извън теоретичните експерименти в академични лаборатории, и ще ни покаже ясно пътя към създаване на по-мощни квантови компютри.