IBM-ova kvantna napoved je velik korak na 1000 milj dolgem potovanju

IBM je predstavil popoln "kvantni računalniški sistem," IBM Q System One, prejšnji teden. Še več, odločilo se je, da bo to storilo na CES v Las Vegasu. Ali bi morali IBM-ovo trditev o "komercialnem" kvantnem računalniškem sistemu razumeti kot pomeni, da je čas, da kvant vključite v svoj tehnološki načrt? Kratek odgovor je "ne" - vendar, kot vedno, obstajajo izjeme. Ker je glede kvantnih računalnikov (QC) veliko zmede, menimo, da trg potrebuje pomoč, da ostane prizemljen v realnosti.

tudi: Ali je IBM pravkar razkril prvi komercialni kvantni računalnik?

Tukaj je moj pogled na objavo: To je velik korak naprej, vendar QC delajo majhne korake in pot je dolga tisoč milj. Da bi to razumeli, morate opustiti kup predpostavk. Po tem morate razumeti, zakaj je IBM-ova objava pomembna, ne da bi pri tem izgubili izpred oči dolgo pot, ki je pred nami. Naj vam jih na kratko razčlenim.

Začnite tako, da opustite svoje (digitalne) predpostavke

Ko sem se poglobil v kvantno računalništvo, sem ugotovil, da sem delal veliko domnev ker se stvari, ki delujejo za klasično računalništvo, izkažejo za drugačne za QC. Naj vam pomagam, da se izognete istemu napake.

• Univerzalni QC nimajo taktov RAM-a ali procesorja. Digitalna računalniška moč se meri s tem, koliko 1s in 0s lahko obdelate in kako hitro se bitni nizi obdelajo v CPE in iz njih z uporabo RAM-a kot medpomnilnika za shranjevanje. QC delujejo s stanji med 1 in 0; vendar pa teh bogatih, kompleksnih vmesnih kvantnih stanj ni mogoče zapisati v "kvantni RAM". Torej, ti ne morem misliti, da QC-ji delujejo na enak način kot digitalni računalniki, ker QC-ji ne morejo izvajati zaporednih obravnavati.
  
• Univerzalni QC so danes paketni reševalci problemov, ne programirljivi sistemi za splošno uporabo. Seveda domnevamo, da je univerzalni QC programabilen in lahko naredi veliko različnih stvari z uporabo navodil, zank ali klicev objektov. Pravzaprav QC zahtevajo popolnoma drugačen pristop k logiki programiranja. Brez RAM-a so QC bolj podobni paketnim reševalcem problemov. Digitalni podatki vstopijo, zgodi se kvantna magija in digitalni podatki pridejo ven, kar predstavlja verjeten odgovor na problem vnosa. To je dobro za računalniško intenzivne naloge optimizacij, materialov in kemije, nekatere naloge strojnega učenja, inženiring itd. To ni dobro za programsko opremo, kot jo običajno razumemo.
  

Zakaj je Q System One velik posel (in zakaj ni)

S temi informacijami kot ozadjem lahko začnete razumeti, zakaj je IBM-ova objava pomembna in zakaj ni bomba, kot namigujejo nekateri mediji. Prvič, ker gre za povsem novo računalniško paradigmo, je o našem trenutnem stanju najbolje razmišljati kot nekje med Turingovim strojem iz druge svetovne vojne in prvim velikim računalnikom. Obstaja veliko temeljev sistemskega in programskega inženiringa, ki jih je treba razviti in jim dati čas, da dozorijo.

Tukaj je tisto, kar se mi zdi pomembno pri IBM-ovi objavi in ​​kar je morda malce navdušenja:

• Pomembno: to je sistem. To je najpomembnejše pri IBM-ovi objavi. Do sedaj so bili kvantni računalniški sistemi sestavljeni na enak način, kot smo izdelovali računalnike v naših garažah v osemdesetih letih. IBM trdi, da ima zdaj popolnoma integriran računalniški sistem. To je zelo pomembno, saj lahko namesto optimizacije komponent IBM začne optimizirati sistem kot celoto. Dokler ne začnemo razvijati integriranih kvantnih računalniških sistemov, resnično ne moremo doseči doslednega povečanja moči.
  
• Pomembno: je modularen. Ne samo, da je sistem, IBM trdi, da je modularen. To pomeni, da je komponente mogoče nadgraditi ločeno, kar je veliko, ker postane kvantni sistem komercialno uspešen. Če ste želeli zmogljivejšo različico, vam ni treba kupiti popolnoma nove večmilijonske škatle. dano eksponentni učinki ki bi lahko dramatično povečal moč kvantnega računalništva v naslednjih nekaj letih, je možnost zamenjave za nove komponente za povečanje zmogljivosti dobra stvar.
  
• Hype: To je "prvi komercialni QC." Tukaj pozivam k previdnosti. IBM rad hvali, da je prvi pri stvareh. In velikokrat je - vendar njegove trditve tudi pospešijo trg, včasih preveč vnaprej. Vidim smisel IBM-ove trditve, ker (A) ga lahko kupite, če imate globoke žepe in (B) zaradi njegovega sistemskega pristopa in modularne zasnove je bolj komercialno uspešen. Vendar si IBM-ove trditve lahko razlagamo kot "pripravljeno za glavno" reševanje težav. To še zdaleč ni res, kot bom obravnaval v nadaljevanju.
  

tudi: IBM svari pred takojšnjim zlomom šifriranja s kvantnimi računalniki

Kako daleč moramo iti

Pred nami je še dolga pot, preden bodo kvantni računalniki lahko rešili resnične probleme, ki jih imajo podjetja. Noben današnji QC (univerzalni ali žarjenje) ne more narediti ničesar boljšega od digitalnega računalnika, ki simulira kvantni računalnik. To je zelo, zelo pomembno.

Noben današnji kvantni računalnik ne more narediti nič boljšega od digitalnega računalnika, ki simulira kvantni računalnik.

Kaj je več

• Raziskovalci ne vedo, kdaj bodo QC komercialno uporabni. Tehnični izraz je "doseganje kvantne vrednosti". To pomeni, da lahko QC-ji na podlagi cene za zmogljivost rešijo problem bolj ekonomično kot klasičen računalnik. Vse delo, ki se danes opravlja, je iskanje kvantnih algoritmov, ki bi lahko nekega dne (upajmo, da prej kot slej) bili komercialno uspešni. V našem poročilu "Prvi pogled na kvantno računalništvo," ocenjujemo, da bo minilo tri do pet let, preden bomo videli glavne aplikacije, ki izkoriščajo QC za reševanje nekaj izbranih poslovnih težav.
  
• Verjetno bo trajalo od 10 do 20 let, preden bodo lahko QC-ji zlomili šifriranje PKI. Sveti gral kvantnega računalništva je nekaj, kar imenujemo univerzalni kvantni računalniki s popravljenimi napakami. Danes univerzalni kubiti QC ostanejo stabilni le kratek čas. Zaradi zgoraj navedenih razlogov morate svojo težavo rešiti v tem času ali pa se vrniti in začeti znova. Če lahko prodajalci oblikujejo zadostno redundanco, lahko teoretično ustvarijo stabilen, logičen kubit s popravljenimi napakami. Iz razlogov, ki sem jih navedel v svojem poročilu, "Quantum ni neposredna varnostna grožnja," bo to verjetno trajalo 10 let. Do takrat ne bomo imeli QC-jev, ki bi lahko faktorizirali dovolj velika števila, da bi ogrozili šifriranje PKI.
  
• Kvantno strojno učenje je še vedno večinoma teorija. Eden najbolj vznemirljivih primerov uporabe za QC je njegova uporaba za izboljšanje strojnega učenja. Vendar pa strojno učenje danes vključuje veliko optimizacijskih in vektorskih matematičnih operacij, ki jih QC zaradi svojih omejitev ne izvajajo najbolje. Strokovnjaki iščejo algoritme kvantnega strojnega učenja, ki bi nadomestili ali dopolnili tradicionalne iterativne pristope, vendar je to delo v zelo zgodnji fazi. Moja poanta je: raziskovalci ne vedo natančno, kako preobrazbeno bo QC z AI. Po drugi strani pa se Googlov kvantni posnetek lune imenuje Google Quantum AI Lab, tako da vemo, kaj si misli tehnološki velikan.
  

Kaj naj naredi pametni CIO? Najprej preberite naše prejšnje raziskave, da bo vaša ekipa pametnejša, nato pa nas pokličite, da vam pomagamo prepoznati priložnosti za nadaljnjo preiskavo.

---

-- Avtor Brian Hopkins

Za več o nastajajočih tehnologijah od Forresterja kliknite tukaj.

Ta objava se je prvotno pojavila tukaj.

Povezane zgodbe:

• Kaj je kvantni računalnik in zakaj mora biti več 
  
• Za kaj boste pravzaprav uporabljali kvantno računalništvo?
  
• Kvantni računalniki in nezlomljiva mreža