Google dostal najvýkonnejší kvantový superpočítač

V máji 2013 spoločnosť Google založila Quantum Artificial Intelligence Lab (alebo tiež Quantum AI Lab) na výskum kvantových počítačov a umelej inteligencie. Laboratóriá využívajú hardvér od kanadskej firmy D-Wave vyvíjajúcej kvantové počítače a spolupracujú s technickými expertmi z NASA a s Universities Space Research Association.

Podľa informácií portálu The Verge teraz Quantum AI Lab získali najnovší a najvýkonnejší kvantový procesor D-Wave 2X, ktorý D-Wave Sys­tems predstavila len pred dvoma mesiacmi.

D-Wave 2X dokáže spracovať 1000 qubi­tov, čo je dvoj­ná­so­bok op­ro­ti predchádzajúcej ver­zii. V kvantových počítačoch zvyšovanie počtu qubi­tov zvyšuje exponent počtu uskutočnených paralelných operácií. Ak teda pôvodný procesor D-Wave podporoval 2⁵¹² vy­hľa­dá­va­ní, D-Wave 2X pracuje až s 2¹⁰⁰⁰ vyhľadávaní.

Kvantové počítače pracujú namiesto bitov s qubitmi (kvantovými bitmi), ktoré princíp ich fungovania posúvajú ďaleko za hranicu chápania limitovaného „klasickou“ matematikou. Jedným z rozdielov kvantového počítača, oproti bežným matematickým strojom je, že nepracuje s exaktnými hodnotami, ale s pravdepodobnosťami. Tie sú zas typické pre kvantovú fyziku. Qubit nadobúda nielen hodnoty „0“ a „1“, ale aj všetky možné stavy medzi nimi.

Kvantové superpočítače sú určené pre analýzu tých najnáročnejších úloh spojených s rozpoznávaním obrazov a umelou inteligenciou, preto sa o ne popri Google zaujíma aj NASA. Vojenský sektor hádam netreba zvlášť pripomínať.

Aby však kvantový procesor mohol vôbec fungovať, musí pracovať pri teplote blízkej absolútnej nule. Štandardná prevádzková teplota D-Wave 2X je menšia ako 15 milliKelvinov, čiže len 0,015 stupňa K nad absolútnou nulou. To je teplota oveľa nižšia, než teplota vesmíru (medzihviezdneho priestoru). Dôvodom nie je len potreba supravodičov, ale vyžadujú si ju samotné kvantové javy, ktoré by pri vyšších teplotách zanikli v „šume fyzikálneho pozadia“.

https://www.youtube.com/watch?v=-LhPE6FpJYk

Ná­zo­ry na to, či ide sku­toč­ne o kvan­to­vý po­čí­tač, sa roz­chá­dza­jú. V prípade predchádzajúceho modelu D-Wave porovnávacie cesty nepreukázali exponenciálny rast výpočtového výkonu, takzvané „kvantové zrýchlenie“. D-Wave síce navrhla alternatívne merania, ktoré ukazujú výsledky bližšie ku kvantovému zrýchleniu, ale pre mnohých odborníkov ide stále o debatu s otvoreným koncom.

D-Wave pritom nie je jediným hráčom v kvantových výpočtoch. Jeho súperom je University of California v Santa Barbare, ktorú Google oslovil v roku 2014. Kým D-Wave reťazí stovky qubitov s vyšším výskytom chýb, UC Santa Barbara pracuje s koncepciou využívajúcou menší počet spoľahlivejších qubitov, čím dosahuje oproti D-Wave celkovo nižšiu chybovosť.

Dnes síce nie je jasné, ktorý koncept bude nakoniec úspešnejší, Google to však rozohral na obidve strany a je jasné, že nakoniec zvolí efektívnejšie riešenie.