IBM wprowadza pierwszy komercyjny komputer kwantowy. Wyjaśniam, czemu to takie ważne

Firma IBM zaprezentowała pierwszy komputer kwantowy przeznaczony do użytku komercyjnego. Q System One, jak nazwano urządzenie, wprawdzie nie trafi do sprzedaży, ale jego zasoby zostaną udostępnione w chmurze; za pośrednictwem internetu.

Temat komputerów kwantowych od lat stanowi przedmiot sporu wielu ekspertów. Technicznie rzecz biorąc, tego rodzaju komputery zamiast wykorzystywać klasyczny model dwóch stanów bitowych, 0 lub 1, mają korzystać z tzw. kubitów, znajdujących się w dowolnej superpozycji dwóch stanów. W literaturze naukowej często stosuje się porównanie do polaryzacji fotonu, ponieważ ta może być nie tylko pionowa lub pozioma, ale także skośna, co jest wypadkową ekwiwalentną pod względem prawdopodobieństw, a nawet stanowić mieszaninę o dowolnych proporcjach.

Mówiąc obrazowo, chodzi o to, aby zapisać informację nie tylko poprzez prostolinijne TAK lub NIE, lecz również w stanach pośrednich, z uwzględnieniem prawdopodobieństw. Dla klasycznego komputera nie jest to możliwe. Oczywiście pecety radzą sobie z problemami probabilistycznymi, ale to kwestia odpowiedniego wydawania wciąż zero-jedynkowych rozkazów. Nietrudno zauważyć, że w przypadku komputera kwantowego złożoność obliczeniowa wielu algorytmów istotnie spada.

Przez lata za prekursora w dziedzinie komputerów kwantowych uważano firmę D-Wave Systems, która w 2007 r. zaprezentowała pierwszy ponoć komputer ze 128-bitowym rejestrem kwantowym. Problem w tym, że przedsiębiorstwo nigdy nie ujawniło budowy maszyny, a jedynie jej działanie. Jak podaje Wikipedia, D-Wave Systems jest też odpowiedzialne za komputery kwantowe dla Google'a (2009 r.) i Lockheed Martin (2011 r.). Ponadto, badacze przeprowadzili parę udanych eksperymentów z komputerami kwantowymi. Korzystając z 84-kubitowego układu, obliczyli na przykład kilka liczb Ramseya, co po dziś dzień uważane jest za ogromne osiągnięcie.

Od pewnego czasu trwają jednak spory dotyczące tego, czy sprzęt D-Wave Systems naprawdę można zaliczyć do grona komputerów kwantowych. Według opracowania Johna Smolina i Graeme'a Smitha z Amerykańskiego Stowarzyszenia Fizyków z 2014 r., odpowiedź brzmi: nie. Co prawda przedsiębiorstwo konsekwentnie obstaje przy swoim, ale z kolei inne badanie wykazało, że komputery D-Wave Systems wcale nie są szybsze od klasycznych. Ponownie, rozpoczęto działania defensywne, tym razem mające na celu udowodnienie, że testerzy zastosowali zbyt proste algorytmy.

IBM nie odnosi się do zarzutów wobec D-Wave Systems, ale za to twierdzi, że jako pierwsze udostępnia komputer kwantowy szerszemu gronu odbiorców. Q System One to maszyna relatywnie niezbyt skomplikowana, bo dysponująca zaledwie 20-kubitowym rejestrem, ale za to dostępna – przynajmniej w teorii – dla każdego. Nie wiadomo do końca, na jakiej zasadzie firma z NY chce realizować kwantową chmurę, ale warto wspomnieć, że w 2016 r. w ramach testów upubliczniono dostęp do maszyny 5-kubitowej. Choćby z czystej ciekawości, warto śledzić temat.