Riepilogo:

La NASA ha messo in mostra un computer quantistico da 15 milioni di dollari realizzato da D-Wave, una società con sede a Burnaby. Il computer, noto come D-Wave Two, è stato acquistato dalla NASA nel 2013 attraverso una partnership con Google e Universities Space Research Association. I computer quantistici, che utilizzano i principi della meccanica quantistica, hanno il potenziale per eseguire determinati calcoli molto più velocemente dei computer tradizionali. Il D-Wave Two ha la possibilità di archiviare in modo esponenziale più informazioni rispetto ai computer convenzionali. La NASA ritiene che questa tecnologia sarà utile per il controllo del traffico aereo e la previsione meteorologica.

Domande:

1. Che ha mostrato pubblicamente il computer quantistico da 15 milioni di dollari realizzato da D-Wave?

Risposta: La NASA ha mostrato pubblicamente il computer quantistico realizzato da D-Wave.





2. Qual è il potenziale vantaggio dei computer quantistici rispetto ai computer tradizionali?

Risposta: I computer quantistici hanno il potenziale per eseguire determinati calcoli molto più velocemente e archiviare esponenzialmente più informazioni rispetto ai computer tradizionali.





3. Quale azienda è la prima al mondo a vendere un computer quantistico?

Risposta: D-Wave, una società con sede a Burnaby, è la prima al mondo a vendere un computer quantistico.





4. Qual è il nome del computer quantistico mostrato dalla NASA?

Risposta: Il computer quantistico mostrato dalla NASA è chiamato D-Wave Two.





5. Con cui ha collaborato la NASA per acquistare il computer quantistico D-Wave?

Risposta: La NASA ha collaborato con Google and Universities Space Research Association per acquistare il computer quantistico D-Wave.





6. Che tipo di informazioni possono archiviare i computer quantistici?

Risposta: I computer quantistici possono archiviare le informazioni come 1 e 0 contemporaneamente, utilizzando i principi della meccanica quantistica.





7. Qual è l’uso potenziale del computer quantistico D-Wave?

Risposta: La NASA crede che il computer quantistico D-Wave Due sarà utile per il controllo del traffico aereo e la previsione meteorologica.





8. Dove si trova l’Ames Research Center?

Risposta: Il Centro di ricerca Ames si trova nella Silicon Valley.






9. Qual è lo scopo del laboratorio di intelligenza artificiale quantistica (quaglia)?

Risposta: La quaglia è un laboratorio di ricerca in cui la NASA conduce ricerche su applicazioni e algoritmi quantistici, sviluppa strumenti per il calcolo quantistico e studia la fisica fondamentale dietro il calcolo quantistico.





10. Quali sono alcuni potenziali casi d’uso per i computer quantistici della NASA?

Risposta: I computer quantistici della NASA potrebbero essere utilizzati per la pianificazione e la pianificazione, la diagnosi dei guasti, l’apprendimento automatico, la costruzione di reti di comunicazione sicure e la simulazione di sistemi a molti corpi per le indagini scientifiche e chimiche dei materiali.





11. Quali sono le caratteristiche chiave dei computer quantistici?

Risposta: I computer quantistici utilizzano i principi della meccanica quantistica, consentendo loro di archiviare in modo esponenziale più informazioni rispetto ai computer tradizionali. Fanno uso di bit quantistici (qubit) che possono rappresentare sia 1 che 0 contemporaneamente attraverso la sovrapposizione.






12. Dove si basa su wave d-wave?

Risposta: D-Wave ha sede a Burnaby, British Columbia.






13. Cosa rende unico il computer quantistico di D-Wave?

Risposta: D-Wave è la prima azienda al mondo a vendere un computer quantistico. Il suo computer quantistico è progettato per sfruttare i principi della meccanica quantistica, consentendogli di eseguire determinati calcoli più velocemente dei computer tradizionali.





14. Quali sono i vantaggi dei computer quantistici rispetto ai computer tradizionali?

Risposta: I computer quantistici hanno il potenziale per risolvere alcuni problemi computazionali molto più velocemente dei computer tradizionali. Possono anche archiviare e elaborare significativamente maggiori informazioni a causa dell’uso di qubit.





15. Che ricerca conduce il laboratorio di intelligenza artificiale quantistica (QUAIL)?

Risposta: Quail conduce ricerche su applicazioni quantistiche e algoritmi, sviluppa strumenti per il calcolo quantistico e studia la fisica fondamentale dietro il calcolo quantistico.





16. Quali sono alcune potenziali applicazioni di computer quantistici precoci come i dispositivi quantistici allo stadio intermedio rumoroso (NISQ)?

Risposta: I primi computer quantistici come i dispositivi NISQ potrebbero essere utilizzati per la pianificazione e la pianificazione, la diagnosi dei guasti, l’apprendimento automatico, la costruzione di reti di comunicazione sicure e la simulazione di sistemi a molti corpi per le indagini scientifiche e chimiche materiali.





17. In che modo il computer di D-Wave Due ottimizza la pianificazione per la NASA?

Risposta: Il team Microsoft ha utilizzato Azure Quantum per ridurre drasticamente il tempo necessario per la pianificazione da ore a minuti. Con il computer quantistico D-Wave, JPL ha la capacità di costruire un gran numero di programmi di candidati in pochi minuti ed essere più flessibile man mano che le missioni e le aspettative crescono.





18. Qual è la partnership tra la NASA e D-Wave su cui si è concentrato?

Risposta: La partnership tra NASA e D-Wave si concentra sull’esplorazione del potenziale impatto dei computer quantistici su problemi di calcolo sfidanti rilevanti per le missioni future. Mirano a sfruttare la potenza del calcolo quantistico per risolvere problemi complessi relativi all’esplorazione dello spazio e oltre.

La missione del computer quantistico della NASA passa coraggiosamente dallo spazio di Hilbert allo spazio esterno

Per creare un programma, il team Microsoft ha documentato i punti di corsa di due ore o più all’inizio del progetto. Il team Microsoft ha utilizzato Azure Quantum per tagliare il tempo necessario a 16 minuti e una soluzione personalizzata a circa due minuti utilizzando metodi di ottimizzazione ispirati quantistici. JPL non solo ha la capacità di costruire un gran numero di programmi candidati in pochi minuti anziché ore, ma ha anche la capacità di essere più flessibile come organizzazione’Le missioni e le aspettative crescono.

NASA, Google mostra il computer quantistico D-Wave per la prima volta

Per la prima volta, la NASA ha mostrato pubblicamente un computer quantistico da $ 15 milioni realizzato da una B.C. azienda.

D-Wave con sede a Burnaby è la 1a azienda al mondo per vendere un computer quantistico

CBC News · Inserito: 14 dicembre 2015 16:45 EST | Ultimo aggiornamento: 14 dicembre 2015

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Per la prima volta, la NASA ha mostrato pubblicamente un computer quantistico da $ 15 milioni realizzato da una B.C. compagnia e laboratorio dove è ospitato.

La NASA ha invitato i media a visitare il suo laboratorio di intelligenza artificiale quantistica presso il suo centro di ricerca Ames nel campo Moffett in California all’inizio di questo mese. Il laboratorio è dotato di un D-Wave due, realizzato da D-Wave a base di Burnaby.

Il dispositivo è stato acquistato nel 2013 tramite una partnership con Google e Universities Space Research Association. La collaborazione è supportata da un accordo firmato a settembre per aggiornare il dispositivo fino ai prossimi sette anni.

D-Wave è la prima azienda al mondo a vendere un computer quantistico, un tipo di computer completamente nuovo progettato per sfruttare la meccanica quantistica, le leggi della fisica che si applicano solo a particelle molto piccole come gli atomi. In teoria, ciò dovrebbe consentirgli di fare alcuni tipi di calcoli molto più rapidamente dei computer convenzionali.

I computer quantistici archiviano i dati in unità chiamate qubit, analoghi ai bit utilizzati nei computer convenzionali. Ma mentre ogni bit convenzionale memorizza le informazioni come 1 o 0, i qubit utilizzano la meccanica quantistica per codificare le informazioni come 1 e 0 contemporaneamente.

Tale proprietà, nota come sovrapposizione, significa che i computer quantistici con un determinato numero di qubit possono archiviare in modo esponenziale più informazioni rispetto ai computer convenzionali con lo stesso numero di bit e sono migliori in alcuni tipi di operazioni e problemi.

La NASA afferma che il computer sarà utile per il controllo del traffico aereo e una previsione meteorologica più accurata.

La missione del computer quantistico della NASA passa coraggiosamente dallo spazio di Hilbert allo spazio esterno

Gli sforzi informatici quantistici della NASA combinano l’agenzia spaziale’S profonda competenza nel calcolo con la sua ambizione scientifica.

La National Aeronautics and Space Administration – o NASA – è conosciuta come una delle organizzazioni chiave che hanno spinto l’umanità’S piccoli gradini e gigante salti nello spazio. Ciò che molti non si rendono conto è che gli scienziati della NASA erano anche leader nel tentativo di padroneggiare computer e supercomputer, un’esperienza che ha portato a innovazioni computazionali che sono andate oltre i viaggi nello spazio, compresi i progressi nel software di analisi strutturale e i progressi di imaging satellitare.

Ora, i pionieristici scienziati quantistici della NASA hanno intenzione di continuare questa eredità di esplorazione scientifica per toccare le tratti interni della meccanica quantistica, il lavoro che potrebbe costruire le tecnologie che potrebbero spingere l’umanità più lontano nello spazio contribuendo anche a risolvere alcuni problemi più vicini al mondo, come i cambiamenti climatici e il controllo climatico del controllo.

Cronologia del computer quantistico della NASA

La storia degli sforzi di informatica quantistica della NASA torna indietro di decenni e sono centrati principalmente nell’organizzazione’Il Centro di ricerca S Ames, che per coincidenza o no, si trova nella Silicon Valley. Il direttore del Pioneer Computazionale e del Centro Ames Hans Mark ha commissionato il primo computer massicciamente parallelo ad Ames. Questo computer utilizza più processori contemporaneamente o in parallelo e questo dispositivo di elaborazione avanzato offre un suggerimento alle ambizioni del computer quantistico della NASA.

Tali ambizioni hanno portato alla creazione del Quantum Intelligence Laboratory (quaglia), che è dove le organizzazioni conducono ricerche per esplorare il calcolo quantistico e come potrebbe essere in grado di alimentare la NASA nel futuro – e nello spazio profondo.

Secondo la NASA, il laboratorio conduce ricerche su applicazioni e algoritmi quantistici, sviluppa strumenti per il calcolo quantistico e studia la fisica fondamentale dietro il calcolo quantistico.

Casi di utilizzo del computer quantistico della NASA

Perché molti della NASA’I doveri richiedono sforzi di elaborazione su larga scala, l’agenzia spaziale’I computer quantistici potrebbero affrontare diversi compiti.

Le prime versioni di computer quantistici, come i dispositivi quantici di stadio intermedio rumoroso – o NISQ – – potrebbero essere utilizzate per la pianificazione e la pianificazione, la diagnosi dei guasti e l’apprendimento automatico, secondo un documento di ricerca della NASA. Altri casi d’uso includerebbero la costruzione di reti di comunicazione robuste e sicure e la simulazione di sistemi a molti corpi per le indagini sulla scienza e sulla chimica dei materiali.

“Negli ultimi anni, il NASA Quantum Artificial Intelligence Laboratory (QUAIL) ha svolto ricerche per valutare il potenziale impatto dei computer quantistici su problemi di calcolo sfidanti rilevanti per le future missioni della NASA.”

NASA’I progetti di calcolo quantistico sono in corso proprio ora.

Secondo gli autori del documento: “Negli ultimi anni, il NASA Quantum Artificial Intelligence Laboratory (QUAIL) ha svolto ricerche per valutare il potenziale impatto dei computer quantistici su problemi di calcolo sfidanti rilevanti per le future missioni della NASA. Un aspetto chiave di questa ricerca è la formazione di metodi per utilizzare più efficacemente hardware di calcolo quantistico emergente.”

Il rilevamento quantistico è un altro importante caso d’uso per i computer quantistici della NASA.

La NASA sta anche ricercando diverse modalità di computer quantistico. Le squadre stanno indagando su computer quantistici sia di ricottura quantistica che.

NASA Quantum Computer – Le partnerships

Non tutto il lavoro di computer quantistico della NASA viene svolto in casa. L’amministrazione si basa su numerosi partenariati in tutto l’ecosistema di calcolo quantistico per indagare e far avanzare la NASA’S Explorations Quantum Computing. Queste partnership includono collaborazioni con altri istituti di ricerca governativi, laboratori quantistici, grandi società e startup.

È importante notare che la NASA faceva parte del team che ha aiutato Google a stabilire la supremazia quantistica nel 2019.

Alcune delle partenariati informatici quantistici della NASA includono Google, Oak Ridge National Laboratory o Ornl e Rigetti. NASA’La quaglia S fa anche parte di due del Dipartimento dell’Energia’Centri S sotto la National Quantum Initiative, in particolare il centro di co-progettazione per il vantaggio quantistico e il superconduttore dei materiali quantistici e del centro di sistemi.

Rigetti ha collaborato con partner, tra cui Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) e NASA, per lavorare su approcci informatici quantistici ai problemi di programmazione.

In quella partnership, Mandy Birch, vicepresidente senior, Strategia di ingegneria di Rigetti, ha dichiarato: “Noi’onorato di essere scelto da DARPA e credo che siamo posizionati in modo univoco per dimostrare il vantaggio quantico per questa classe di problema. Crediamo fortemente in un approccio hardware e software integrato, motivo per cui noi’Ritrovare l’architettura Scalable Rigetti Chip con le tecniche di progettazione e ottimizzazione dell’algoritmo aperto dal team NASA-USRA.”

Atomo Cold Atom Quantum Computer Pioneer è anche un partner della NASA. Coldquanta’Le attrezzature S, ad esempio, sono utilizzate nella Stazione Spaziale Internazionale.

NASA Quantum Computer – Il futuro

Come NASA’Le ambizioni spaziali aumentano, ci aspetteremmo che le sue ambizioni di calcolo quantistico andranno – si potrebbe persino dire audacemente – proprio insieme alla sua spinta verso lo spazio profondo. In effetti, poiché il calcolo quantistico è agli inizi, l’amministrazione ipotizza che il progetto di computer quantistico della NASA si evolverà e accelererà rapidamente con altre missioni.

Secondo la NASA: “L’informatica quantistica è un campo di studio nella sua infanzia. Finora è troppo presto per implementare il calcolo quantistico nelle missioni della NASA. Il ruolo della quaglia è di studiare il calcolo quantistico’S potenziale per servire l’agenzia’bisogni futuri, per le missioni ancora da proposti o addirittura immaginate.”

Ci sono diverse direzioni che la ricerca quantistica della NASA dovrebbe andare oltre le attività quotidiane che quei dispositivi potrebbero aiutare l’agenzia spaziale. I satelliti quantistici sicuri potrebbero fornire comunicazioni a prova di snoop per i gruppi di sicurezza nazionale e i militari. NASA’S Competenza combinata sia nel calcolo quantistico che nella tecnologia satellitare renderebbe l’agenzia spaziale una soluzione naturale per il lavoro da realizzare e lanciare questi sistemi ultra-sicuri.

I viaggi nello spazio profondo richiederà anche nuove forme di propulsione e persino nuovi design artigianali spaziali. I computer quantistici della NASA diretti alla ricerca sui materiali potrebbero aiutare ad analizzare le misurazioni di nuovi tipi di propulsori, ad esempio. Potrebbero anche essere utilizzati per determinare quali tipi di materiali potrebbero essere utilizzati per l’artigianato spaziale e persino i materiali di progettazione personalizzati ai progetti esigenti richiesti dai viaggi spaziali a lungo termine, ad esempio.

La NASA ora gestisce le sue missioni spaziali attraverso il calcolo quantistico

Cosa potrebbe essere più complesso che camminare attraverso un pianeta completamente nuovo? NASA’S Jet Propulsion Laboratory (JPL) ha cercato l’uso del calcolo quantistico nella gestione delle comunicazioni con i suoi astronauti che esplorano l’universo infinito. Attraverso l’uso del sistema quantico di Azure, JPL ora comunica le missioni spaziali attraverso la Deep Space Network (DSN), una rete globale di grandi antenne radio situate in California, Spagna e Australia che consente una comunicazione costante con spaziali mentre la Terra ruota.

Con l’intenzione di incorporare una serie più ampia di criteri, il team quantico di Azure ha costruito una soluzione per una variante di JPL’S Problema di pianificazione con un set di funzionalità vincolate. Questo è progettato per accelerare l’intero processo riducendo la necessità di lunghi negoziati.

Richieste per le missioni spaziali’ Le antenne DSN da utilizzare nella pianificazione hanno molti limiti e un sacco di potenza computazionale. Quando ogni veicolo spaziale è visibile all’antenna, tutte le missioni richiedono accesso alla comunicazione critica, risultando in centinaia di richieste a settimana.

Per creare un programma, il team Microsoft ha documentato i punti di corsa di due ore o più all’inizio del progetto. Il team Microsoft ha utilizzato Azure Quantum per tagliare il tempo necessario a 16 minuti e una soluzione personalizzata a circa due minuti utilizzando metodi di ottimizzazione ispirati quantistici. JPL non solo ha la capacità di costruire un gran numero di programmi candidati in pochi minuti anziché ore, ma ha anche la capacità di essere più flessibile come organizzazione’Le missioni e le aspettative crescono.

Per la maggior parte delle persone, il problema di programmazione su JPL e NASA’S Deep Space Network può apparire come complesso, ma è un problema tipico in tutte le aziende. Questo è un problema della pianificazione del lavoro di lavoro, in cui i lavori sono assegnati alle risorse il più rapidamente possibile. Catene di approvvigionamento di produzione, assistenza sanitaria, trasporti e logistica sono tutti esempi di questi problemi.

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Ho parlato con Dr. Rupak Biswas, vicedirettore della direzione della tecnologia di esplorazione presso il Centro di ricerca Ames della NASA nella Silicon Valley. Biswas e il suo team stanno martellando in un sistema quantistico dell’onda D che sta attualmente scricchiolando a 512 qubits modesti. Può essere piccolo, ma durante la nostra conversazione è diventato chiaro che la NASA ha grandi piani per il calcolo quantistico-piani che coinvolgeranno tutto, dalla gestione di enormi repository di dati attraverso l’esplorazione dello spazio e il coordinamento dei robot robotici basati sullo spazio.

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In effetti, i sistemi quantistici hanno il potenziale – almeno teoricamente – di cambiare irrevocabilmente il modo in cui facciamo il calcolo. A differenza dei tradizionali computer a base di silicio (o computer di nanotubi di carbonio per quella materia), questi sistemi attingono agli effetti inquietanti della meccanica quantistica (vale a dire la sovrapposizione, l’entanglement e il parallelismo), consentendo loro di rimuginare su tutte le possibili soluzioni a un problema in un unico istante.

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Secondo il fisico David Deutsch, un sistema quantistico può lavorare su un milione di calcoli contemporaneamente mentre un PC desktop standard funziona su solo uno. Detto in altro modo, un sistema da 30 qubit sarebbe uguale nella potenza di elaborazione a una tradizionale macchina da 10 teraflop, che scricchiola trilioni di operazioni ogni secondo.

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Immagine: all’interno della D-Wave Due computer quantistici alloggiati nella struttura NASA Advanced Supercomputing (NAS). Un frigorifero di diluizione raffredda il processore Vesuvio da 512 qubit a 20 Millikelvin (vicino allo zero assoluto)-più di 100 volte più freddo dello spazio interstellare. Credito immagine: NASA AMES / JOHN HARDMAN

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Questi computer ci aiuteranno a trovare la soluzione più opportuno a un problema complesso. In quanto tale, sono pronti a rivoluzionare il modo in cui facciamo l’analisi e l’ottimizzazione dei dati, inclusi regni come il controllo del traffico aereo, il routing del corriere, la modellizzazione delle proteine, la previsione meteorologica, la query del database e l’hacking di schemi di crittografia dura.

Più di un semplice prototipo

“Di recente il calcolo quantistico ha generato molto interesse, in particolare i modi in cui il computer quantistico dell’onda D può essere utilizzato per risolvere problemi interessanti”, ha detto Biswas a IO9. “Abbiamo avuto la macchina operativa da settembre e abbiamo pensato che il tempo è giusto per dare al pubblico un po ‘di background su ciò che abbiamo fatto.”

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Mi ha detto che la macchina 512 qubit della NASA è più di un semplice prototipo: in realtà è pronta a fare un po ‘di lavoro.

“Dimostra chiaramente le caratteristiche del calcolo quantistico, come il tunneling quantistico, sebbene non sia chiaro se dimostra l’entanglement quantistico”, afferma. “Parte della ricerca che stiamo facendo qui alla NASA Ames non è solo capire se ha le caratteristiche di un sistema quantico, ma anche se può risolvere i problemi di interesse, come problemi di ottimizzazione dura – problemi che non potrebbero essere fatti su una macchina classica. Questo è il palcoscenico in cui ci troviamo in questo momento, quindi è troppo presto per sapere in un modo o nell’altro.”

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App quantistiche

Il team di Biswas sta attualmente esaminando tre applicazioni molto basilari, tra cui una che sarebbe un piano diurno per astronauti impegnati che sono in orbita.

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“Se stai cercando di programmare o pianificare un sacco di compiti sulla Stazione Spaziale Internazionale, puoi svolgere determinati compiti solo se sono soddisfatte determinate precondizioni”, spiega. “E dopo aver eseguito il compito, finisci in un altro stato in cui potresti o meno essere in grado di eseguire un altro compito. Quindi questo è considerato un duro problema di ottimizzazione che un sistema quantico potrebbe potenzialmente risolvere.”

Stanno anche cercando di programmare lavori sui supercomputer. E in effetti, la NASA Ames è responsabile della gestione della struttura di supercomputing principale dell’agenzia. Senza dubbio, in qualsiasi momento hanno centinaia di singoli lavori in esecuzione su un supercomputer, mentre molti altri stanno aspettando il loro turno. Uno scenario molto difficile implicherebbe un lavoro in attesa di funzionare – uno che richiede, diciamo, 500 nodi – su un supercomputer con 1.000 nodi disponibili.

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“Quale 500 di questi 1.000 nodi dovremmo scegliere per gestire il lavoro?,” lui chiede. “È un problema di programmazione molto difficile.”

La terza applicazione è la ricerca Kepler di esopianeti . Gli astronomi della NASA usano i loro vari telescopi per guardare le curve di luce per capire se qualsiasi dignito evidente rappresenta un potenziale esopianeta mentre si muove attraverso la sua stella ospite. Questo è un enorme problema di ricerca: uno con cui D-Wave potrebbe essere concepibilmente aiutare.

Google, la NASA ha messo grandi soldi sul computer quantistico di D-Wave

Google. NASA. Lockheed Martin. Los Alamos National Laboratory. I grandi nomi nei mondi dei grandi cervelli e la tecnologia all’avanguardia stanno investendo milioni nella tecnologia di elaborazione quantistica di un’azienda canadese nonostante le critiche sul fatto che la tecnologia non sia dimostrata. Ecco perché.

Risultati promettenti, ma i critici affermano che la tecnologia potrebbe non essere all’altezza dei benefici teorici

Emily Chung · CBC News · Postato: 18 aprile 2016 5:00 EDT | Ultimo aggiornamento: 18 aprile 2016

Google. NASA. Lockheed Martin. Los Alamos National Laboratory. I grandi nomi nei mondi dei grandi cervelli e la tecnologia all’avanguardia stanno investendo milioni di dollari nella tecnologia informatica quantistica del Burnaby, b.C.-La società con sede D-Wave. Dicono che stanno iniziando a vedere risultati promettenti, nonostante le critiche di alcuni fisici quantistici secondo cui la tecnologia potrebbe non essere all’altezza della sua promessa.

Il calcolo quantistico è una nuova forma di calcolo basata sulla meccanica quantistica, la strana fisica che colpisce particelle molto piccole come gli atomi. In teoria, ha il potenziale per rivoluzionare l’intelligenza artificiale, i viaggi spaziali e altri campi risolvendo i problemi che i computer convenzionali non possono risolvere o possono risolvere solo molto lentamente.

Proprio questo dicembre, Google ha annunciato che l’ultimo modello di D-Wave, il suo ricottura qua.

Ma anche Google riconosce che la forma limitata di calcolo quantistico di D-Wave non si è ancora dimostrata in grado di fare qualsiasi cosa convenzionale non può. E i critici affermano che le aziende che investono in esso stanno facendo una “scommessa selvaggia.”

Quindi, perché sono così tante organizzazioni cerebrali che raddoppiano?

Ripeti i clienti

Alla fine dell’anno scorso, D-Wave ha venduto un nuovo sistema a Los Alamos National Laboratory, noto per lo sviluppo delle prime armi nucleari durante la seconda guerra mondiale.

Ha inoltre rinnovato contratti pluriennali che includono aggiornamenti regolari all’ultimo modello del suo chip quantistico, con la società di tecnologia militare Lockheed Martin e Google, in collaborazione con la Universities Space Research Association e la NASA.

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Alla domanda sul perché, Harmut Neven, direttore dell’ingegneria di Google, ha osservato che D-Wave è attualmente l’unica società al mondo che vende computer quantistici commercialmente “e volevo solo assicurarmi per il futuro previsionato, abbiamo accesso agli ultimi e più grandi chip.”

Tutte queste organizzazioni sperano di sfruttare i vantaggi unici del calcolo quantistico rispetto al calcolo convenzionale.

Come funziona – in teoria

I computer quantistici gestiscono le informazioni come qubit anziché bit: gli 1 e gli 0 utilizzati dai computer convenzionali per rappresentare i dati.

Mentre la potenza dei computer convenzionali è proporzionale al numero di bit, la potenza dei computer quantistici cresce esponenzialmente con il numero di qubit.

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Questo perché i qubit possono rappresentare sia “1” che “0” allo stesso tempo – un fenomeno chiamato “sovrapposizione” – permettendo loro di eseguire più calcoli contemporaneamente.

Finora, la maggior parte dei computer quantistici costruiti da ricercatori di tutto il mondo ha solo un numero molto piccolo di qubit, ma diventano costantemente più grandi e più potenti.

Presto, afferma Raymond LaFlamme, direttore esecutivo dell’Institute for Quantum Computing presso l’Università di Waterloo, “sarai in grado di risolvere i problemi che i computer classici non possono semplicemente fare.”

La teoria suggerisce che i computer quantistici dovrebbero essere particolarmente bravi a risolvere i problemi che coinvolgono ricerche di set di dati enormi, in quanto possono cercare più stati contemporaneamente.

“Questo è il posto a cui sono interessati i Google della Terra”, afferma LaFlamme.

Sul sito Web del Quantum Artificial Intelligence Laboratory (quaglia) della NASA, l’agenzia spaziale afferma che spera di utilizzare il calcolo quantistico per aiutare a setacciare i dati del telescopio Kepler e scoprire nuovi esoplaneti.

“I computer quantistici potrebbero teoricamente essere in grado di risolvere alcuni problemi in pochi giorni che richiederebbero milioni di anni su un computer classico”, afferma il sito web di Quail.

‘Pane e burro’ di ingegneria

Questo è particolarmente vero per “problemi di ottimizzazione”, in cui si tenta di trovare la migliore combinazione possibile tra un numero enorme di parametri.

Neven dice che è “pane e burro per praticamente qualsiasi ingegnere.”

“Supponi di voler avere un’auto più efficiente che abbia meno resistenza all’aria o desideri costruire una batteria per auto migliore, programmare meglio i voli delle compagnie aeree o offrire opzioni finanziarie più interessanti. L’ottimizzazione è sempre l’attività chiave che devi risolvere.”

Ciò vale anche per l’apprendimento automatico, un tipo di intelligenza artificiale che coinvolge i computer che si insegnano, che è ciò che Neven dice che lui e Google sono più interessati.

La risoluzione dei problemi di ottimizzazione diventa esponenzialmente più difficile per i computer convenzionali man mano che aumenta il numero di parametri. Ma la difficoltà dovrebbe aumentare solo linearmente, piuttosto che esponenzialmente, per i computer quantistici.

Questa è la teoria, ma funziona davvero?

Risultati preliminari pubblicati da Google Say Sì.

100 milioni di volte più veloce

A dicembre, Neven ha riferito che il sistema di D-Wave può essere più di 100 milioni di volte più veloce di un computer convenzionale quando si utilizza un metodo simile per risolvere un problema di ottimizzazione con 1.000 variabili che potrebbero essere ciascuno in uno dei due possibili stati.

Il computer quantistico di D-Wave è una versione limitata chiamata un ricovero quantistico.

Non è un “computer quantistico universale” che può risolvere tutti i problemi – qualcosa che i ricercatori di tutto il mondo stanno cercando di costruire. Ma un ricovero quantistico può teoricamente risolvere i problemi di ottimizzazione più velocemente di un computer classico.

La ricottura quantistica implica la conversione di un problema di ottimizzazione in un paesaggio 3D di colline e valli, dove la valle più profonda è la soluzione migliore.

Colin Williams di D-Wave afferma che i computer classici risolvono il problema saltando da un punto all’altro.

Un fenomeno di fisica quantistica chiamato Tunneling quantistico consente al computer di D-Wave di fare di più.

“Invece di saltare sul paesaggio superficiale, puoi effettivamente tunnel attraverso le colline”, afferma Williams. Ciò gli consente di trovare la soluzione più rapidamente e facilmente.

Neven afferma che i nuovi risultati dimostrano che il chip di D-Wave utilizza davvero la fisica quantistica per sovraperformare i chip classici.

“È stato molto eccitante”, ha detto a CBC News.

Una scommessa selvaggia?

Ma non tutto. LaFlamme dell’Università di Waterloo afferma che, sebbene sia stato matematicamente dimostrato che i computer quantistici universali saranno in grado di risolvere i problemi che i computer convenzionali non possono, non si può dire lo stesso dei motori quantistici:

“Con il D-Wave, la teoria non è così sviluppata”, ha detto.

D’altra parte, D-Wave è promettente aziende come Google un potenziale punto di ingresso nel nuovo mondo coraggioso del calcolo quantistico,

“Forse stanno pensando: ‘Facciamo una scommessa selvaggia e vediamo se questo può succedere'”, ha detto LaFlamme.

Neven ha riconosciuto che per ora ci sono computer e algoritmi convenzionali che funzionano meglio della macchina di D-Wave a risolvere i problemi di ottimizzazione “, ma questo è per la generazione di macchine di oggi.”

Lavorare con il chip di D-Wave consente ai ricercatori di Google di individuare quali miglioramenti devono essere apportati per sovraperformare i supercomputer classici-qualcosa che sarebbe impossibile da fare usando solo un computer classico, ha detto.

I ricercatori della NASA, come quelli di Google, stanno aprendo avanti. Ora stanno convertendo problemi in settori come l’esplorazione del rover planetario in una forma che può essere elaborata dal chip di D-Wave.

Williams di D-Wave dice che è facilmente fatto. “Non hai bisogno di conoscere alcuna fisica”, ha detto.

All’inizio

Ma Rupak Biswas, vicedirettore della tecnologia di esplorazione presso il NASA Ames Research Center, afferma che lavorare con il computer di D-Wave è un po ‘come lavorare con i computer convenzionali quando sono stati inventati per la prima volta.

“Questa macchina non ha compilatori o linguaggi di programmazione”, ha detto. “By fondamentalmente ruotando queste manopole virtuali e imposta alcune tensioni e distorsi.”

Una stranezza di computer quantistici è che ti danno una risposta diversa ogni volta.

“E quindi il trucco è quindi, come fai a sapere qual è la risposta giusta? Ciò che qualsiasi sistema quantico farà è provare a risolvere lo stesso problema più e più volte per vedere quale sia la soluzione più probabile, e potrebbe essere ancora sbagliato “, ha detto Biswas.

Neven riconosce che i ricercatori stanno ancora scoprendo la teoria e non capiscono appieno perché la ricottura quantistica funzioni, ma dice che è sempre più fiducioso che la tecnologia sovraperformerà presto i computer classici, ottenendo qualcosa di chiamato “Supremazia quantistica.”

“Non ho prove matematiche, ma ho risultati sperimentali piuttosto forti”, ha detto. “Quindi, sono piuttosto ottimista a questo punto.”