Naukowiec z Google'a pokaże kwantowy komputer

[KopalniaWiedzy.pl 314]

W najbliższy poniedziałek, 12 listopada, specjalista z Google’a weźmie udział w demonstracji kontrowersyjnego "kwantowego komputera” kanadyjskiej firmy D-Wave. O powstaniu tej maszyny i związanych z nią kontrowersjach pisaliśmy na początku bieżącego roku.

Doktor Hartmut Neven, pracujący dla Google’a specjalista ds. technologii rozpoznawania obrazów, pokaże algortym rozpoznający grafiki, który będzie działał właśnie na komputerze firmy D-Wave. Demonstracja odbędzie się podczas konferencji nt. superkomputerów SC07 w Reno.

Komputery kwantowe

Na początek wyjaśnijmy ideę działania komputerów kwantowych.

Najmniejszą cząstką informacji wykorzystywaną w komputerach jest bit. Jest on reprezentowany przez 0 lub 1. We współczesnych maszynach informacja, czyli ciąg bitów, przekazywana jest dzięki przepływowi elektronów. Tranzystory w procesorach posiadają przełączniki, które mogą zostać ustawione w pozycji „0” (brak elektronu) lub „1” (elektron obecny). Tak więc za pomocą na przykład trzech bitów możemy stworzyć 8 różnych kombinacji: 1-1-1, 0-1-1, 1-0-1, 1-1-0, 0-0-0, 1-0-0, 0-1-0 oraz 0-0-1. Jednak w danej chwili w tych trzech bitach można zapisać tylko jedną z ośmiu kombinacji.

Komputery kwantowe mają bazować na zjawisku z mechaniki kwantowej, która przewiduje, że ta sama cząsteczka może jednocześnie znajdować się w różnych miejscach, czyli jednocześnie przyjmować obie pozycje 0 i 1. Tak więc trzy kwantowe bity, zwany qbitami, mogą jednocześnie przechowywać wszystkie osiem kombinacji i wykonać na nich operacje. Z tego wynika, że trzybitowy komputer kwantowy będzie ośmiokrotnie bardziej wydajny, niż obecnie stosowane komputery.

Obecnie coraz powszechniej stosowane są komputery 64-bitowe. A kwantowy komputer operujący jednocześnie na 64 bitach byłby nawet około 18 000 000 000 000 000 000 razy szybszy od współcześnie wykorzystywanej maszyny.

Orion

Maszyna Orion, kanadyjskiej firmy D-Wave, nie jest tak wydajna. Początkowo operowała na 16 bitach, a więc, jeśli rzeczywiście jest kwantowym komputerem, to jednocześnie przeprowadza 64 000 operacji.

Sama firma D-Wave jest finansowana przez kilka funduszy inwestycyjnych. W lutym bieżącego rok pokazała ona Oriona, pierwszy, jak twierdzi, komputer kwantowy. Naukowcy jednak wątpią, czy jest to maszyna takiego typu. Przez 9 miesięcy, które minęły od zademonstrowania Oriona D-Wave nie udowodniło, że wykonuje on kwantowe obliczenia.

Wśród sceptyków znajduje się Scott Aaronson, teoretyk komputerowy z Instytutu Obliczeń Kwantowych na University of Waterloo. Jego zdaniem Orion to 16-bitowy komputer, który co prawda operuje na qubitach, ale zachowują się one w jego przypadku jak klasyczne bity.

Geordie Rose, główny technolog D-Wave, twierdzi jednak, że Orion w żadnym wypadku nie jest klasycznym komputerem. Poinformował jednocześnie, że maszyna została rozbudowana i obecnie operuje na 28 bitach (na obudowie nowego procesora widać napis Leda, być może więc demonstrowana w poniedziałek maszyna będzie nosiła taką właśnie nazwę). A dowodem na to, w jaki sposób przeprowadza obliczenia, ma być jej wydajność. Jeśli będzie ona znacząco wyższa od analogicznej klasycznej maszyny, ma to być dowód na wyjątkowość Oriona.

D-Wave obiecała też już w lutym, że do końca 2008 roku Orion zostanie rozbudowany do 1000 qubitów.