Komputer kwantowy: Amazon udostępnia moc obliczeniową jako usługę

Po tym, jak IBM i Microsoft moc obliczeniową komputera kwantowego udostępnili w chmurze, a Google zgłosiło swój udział w wyścigu ogłaszając kwantową supermację, kwestią czasu pozostawało, aż temat podejmą kolejni giganci. Niniejszym do powyższej listy dopisać można Amazon Web Services i nową usługę Braket.

Jako ostatni z wielkiej czwórki na linii startu, Amazon podchodzi do tematu komputerów kwantowych z pewną powściągliwością. Braket to według oficjalnych informacji usługa edukacyjna.

Platforma łączy trzy typy komputerów kwantowych, dostarczanych przez trzy różne firmy: D-Wave, IonQ oraz Rigetti. Wykorzystują one, odpowiednio, zjawisko wyżarzania kwantowego, pułapki jonowe i bramki kwantowe. Każdy służy do rozwiązywania nieco innej klasy problemów. Ciekawostka: sprzęt Rigetti wykorzystany został również w Microsoft Azure.

Amazon twierdzi, że zbudował takie środowisko, które pozwala łączyć obliczenia konwencjonalne z kwantowymi, prowadząc do wzrostu potencjału obliczeniowego. Dalej pozostawia pole do popisu naukowcom czy studentom mogącym z tego skorzystać w celach badawczo-edukacyjnych.

Jak powszechnie wiadomo, komputery kwantowe znajdują się obecnie w stanie, nazwijmy to tak, bardziej teoretycznym niż praktycznym. Ludzkość nie umie jeszcze zbudować maszyny o charakterystyce uniwersalnej, która wykorzystałaby splątane stany kwantowe do realizacji dowolnego algorytmu kwantowego (np. faktoryzacji Shora) w czasie nieosiągalnym dla komputerów tranzystorowych. Dlatego stosuje się metody z pogranicza probabilistyki.

Na przykład w komputerach D-Wave kubit nie jest wcale uniwersalnym nośnikiem informacji, lecz jednostką heurystyczną, która wyszukuje stanu spełniającego najszerszy zakres ustalonych kryteriów. Problem w tym, że przeszukiwany zbiór musi być zbiorem skończonym, a zbiór liczb naturalnych takowym nie jest. I już widać, że wyżarzacz do kryptografii się nie nadaje. Za to w 2012 roku posłużył do wskazania zwiniętego białka o najniższej energii.

Bliżej docelowej definicji są maszyny oparte na spułapkowanych jonach, ale tam z kolei inżynierom sen z powiek spędza kwestia skalowalności. Dzisiejsze wyżarzacze mają po kilkaset kubitów, pułapki jonowe – kilka. Działania na jonach są powolne, a liczba spinów, które odpowiadają za wzajemne oddziaływania kubitów, jest bardzo ograniczona. Tymczasem dodawanie kolejnych kubitów wiąże się z niewykładniczym wzrostem dekoherencji, czyli mówiąc najprostszym możliwym językiem, zjawiska prowadzącego do utraty przenoszonej informacji.

Zdając sobie sprawę z tych i całej masy innych przeciwności, Amazon serwuje w ramach Braket system możliwie elastyczny, który pozwala wydusić maksimum z obecnych form komputera kwantowego. Dodaje do tego zupełnie konwencjonalną arytmetykę. A co z tym zrobią mądre głowy z całego globu? To już zależy wyłącznie od nich i ich inwencji.