IBM против D-Wave: наступила ли эра квантовых компьютеров
Принес ли новый квантовый компьютер IBM долгожданную революцию в вычислительных системах?
В начале года IBM объявила о выпуске «первого интегрированного универсального коммерческого квантового компьютера» IBM Q System One. Можно ли сдавать в утиль традиционные вычислительные системы?
Корпорация и ранее предоставляла доступ всем желающим к своим квантовым системам, но они имели меньшую мощность. В Q System One 20 кубитов — элементарных вычислительных единиц, которых теоретически достаточно, чтобы работать со скоростью лучших современных суперкомпьютеров, занимающих сотни квадратных метров, хотя система IBM умещается в кубик со стороной 2,74 см.
Увы, радоваться рано. Некоторые скептики сомневаются, можно ли такой компьютер сделать в принципе, так как для работы универсального квантового компьютера необходимо изолировать систему от внешней среды, а сделать это очень и очень сложно, но необходимо для того, чтобы работали квантовые эффекты. И уж точно IBM не первая, кто представил на рынке «коммерческую квантовую систему» (именно так в официальном анонсе называлась модель Q System One).
Монетизация квантов
Проектирующая квантовые системы компания D-Wave появилась на рынке в 1999 году. Свое первое устройство компания представила в 2007 году, а «первую коммерчески доступную систему», то есть продукт, который могли покупать клиенты, в 2011-м.
Несмотря на впечатляющий список коммерческих и математических достижений D-Wave, с 2007 года не утихают споры, является ли система D-Wave квантовой, дает ли она существенный прирост в скорости, есть ли в нем квантовая запутанность. Например, в 2014 году IBM поставила под сомнение факт, что D-Wave использует квантовые эффекты.
Как бы то ни было, системы D-Wave успешно продаются. Среди клиентов Google, Volkswagen, NASA и другие компании и научные центры. На сегодня самая современная система содержит 2000 кубит, на ней удалось разложить на простые множители число 376 289, что на порядок больше, чем у конкурентов.
Правда, у системы IBM есть кардинальное преимущество перед D-Wave: это квантовый компьютер, а не адиабатический или квантовый вычислитель. Разница не только в словах. Квантовый вычислитель может решать только одну задачу — поиск минимума заданной функции. Он может делать это очень хорошо и потенциально быстрее любого суперкомпьютера стандартной архитектуры. Если такая функция нужна, система становится ценной. Но если ее нельзя применить, она остается учебным пособием.
Квантовый же компьютер можно приспособить для решения любых задач. Например, мечта и боль всех криптографов — разложить число на множители по алгоритму Шора: это открывает путь для быстрого и эффективного декодирования шифров. Для классических алгоритмов это столь сложная задача, что существующим суперкомпьютерам потребуются как минимум годы на вскрытие существующих шифров. Идеальный квантовый компьютер потенциально может это сделать за короткое время. Но речь идет о «сферическом коне в вакууме»: реальные устройства сталкиваются со множеством трудностей в проявлении своих способностей.