Zespół badaczy, który pod egidą firmy Nvidia pracuje nad informatyką kwantową i takimiż komputerami, poinformował o postępach swojej pracy. Badacze twierdzą, że udało im się zbliżyć do celu, jakim są funkcjonalne, komercyjnie dostępne komputery kwantowe.

Komputer kwantowy

Wykorzystanie obliczeń kwantowych do obsługi i zarządzania informacjami stanowi od dawna przysłowiowego Świętego Graala rozwoju technologicznego. Nic dziwnego zresztą, biorąc pod uwagę wprost trudne do wyobrażenia osiągi, jakie oferują.

Efekty prac są ogromnie obiecujące, nadal jednak obecnie istniejące komputery kwantowe są urządzeniami bardziej doświadczalnymi niż praktycznie użytecznymi. Grono naukowców z europejskich ośrodków, którzy pragną to zmienić, otrzymali w tym celu do dyspozycji najnowsze „zabawki Nvidii.

Nvidia i jej artefakty postępu technicznego

Zwykłe komputery, jak powszechnie wiadomo, opierają się na obliczeniach binarnych 0 lub 1, w zależności od tego, czy „prąd jest”, czy też go „nie ma”. Komputery kwantowe w celu symbolizacji wartości wykorzystują natomiast cały szereg stanów, które opisują fizyczne zachowania kwantowe cząsteczek.

Sposobów reprezentacji tej wartości jest przy tym więcej niż jeden. Najczęściej opisuje się w tym przypadku bramkowanie kwantowe oraz wyżarzanie kwantowe. Zespół naukowców, który współpracuje z firmą Nvidia, miał poczynić postęp w kwestii tego drugiego.

Badacze ci (i to wybitni – liderem zespołu jest Giorgio Parisi, noblista z dziedziny fizyki) użyli w toku swoich eksperymentów najnowsze karty graficzne firmy. Tyle, że w gigantycznych ilościach – rzędu setek tysięcy.

Karty te, spięte w pracujące symultanicznie klastry, zaprzęgnięto do symulacji możliwych zachowań pola magnetycznego cząsteczek wykorzystywanych w obliczeniach kwantowych. Zachowania te, uważane za nieprzewidywalne, stanowią istotne wyzwanie w praktycznym wykorzystaniu tej technologii.

Ujarzmić kwanty magnetyczną uzdą

Korzystając z potencjału obliczeniowego i symulacyjnego setek tysięcy GPU, badacze „zmapowali” jednak możliwe warianty zmian pola magnetycznego. To z kolei pozwoliło na opracowanie algorytmów, które zarządzałyby działaniami regulującymi owo pole.

A to z kolei umożliwiłoby, przy wykorzystaniu powyższych narzędzi programistycznych, osiągnięcie wystarczająco efektywnej stabilizacji cząsteczek kwantowych, by móc mówić o ich praktycznym wykorzystaniu do symbolizacji obliczeń.

Słowem, pierwsze efektywne energetycznie (i, co za tym idzie, ekonomicznie) komputery kwantowe mogłyby trafić do użytku. W dziedzinie przemysłowej, zbrojeniowej, finansowej, medycznej i kto wie jeszcze jakiej. A kiedyś może nawet i w prywatnych komputerach indywidualnych użytkowników…?

Streszczenie doświadczeń, które przeprowadził zespół badaczy we współpracy z firmą Nvidia, zamieszczono na jej blogu. Zaś ich kompleksowy opis zawarto w artykule opublikowanym w czasopiśmie „Nature”.

Źródło: informacja prasowe