Hvordan virkeligheten kommer i veien for kvantedatabehandling

Baidu er den siste deltakeren i kvanteberegningsløp, som har pågått i årevis blant både store teknologiske og nystartede. Ikke desto mindre kan kvanteberegning møte et bunn av desillusjon ettersom praktiske anvendelser forblir langt fra virkeligheten.

Baidu gjør sitt kvantetrekk

Forrige uke avduket Baidu sin første like mye som en datamaskin, myntet Qian Shi, i tillegg til det den hevdet er verdens første “integrasjonsløsning for alle plattformer”, kalt Liang Xi. Kvantedatamaskinen er basert på superledende qubits, som er en av de første typene qubits, blant mange teknikker som har blitt undersøkt, som ble bredt tatt i bruk, spesielt i kvantedatamaskinen som Google brukte til å proklamere kvanteoverlegenhet.

Qian Shi har en datakraft på 10 high-fidelity qubits. High fidelity refererer til lav feilprosent. Ifølge Department of Energy’s Office of Science, når feilraten er mindre enn en viss terskel – dvs. omtrent 1% – kan kvantefeilkorreksjon i teorien redusere den ytterligere. Å slå denne terskelen er en milepæl for enhver qubit-teknologi, ifølge DOEs rapport.

Videre sa Baidu at den også har fullført utformingen av en 36-qubit-brikke med koblinger, som tilbyr en måte å redusere feil. Baidu sa at kvantedatamaskinen deres integrerer både maskinvare, programvare og applikasjoner. Programvare-maskinvare-integrasjonen gir tilgang til kvantebrikker via mobil, PC og skyen.

Dessuten kan Liang Xi, hevder Baidu, kobles til både egne og tredjeparts kvantedatamaskiner. Dette kan inkludere kvantebrikker bygget på andre teknologier, med Baidu som gir en fanget ion-enhet utviklet av det kinesiske vitenskapsakademiet som et eksempel.

“Med Qian Shi og Liang Xi kan brukere lage kvantealgoritmer og bruke kvantedatakraft uten å utvikle sin egen kvantemaskinvare, kontrollsystemer eller programmeringsspråk,” sa Runyao Duan, direktør for Institute for Quantum Computing ved Baidu Research. “Baidus innovasjoner gjør det mulig å få tilgang til kvantedatabehandling når som helst og hvor som helst, selv via smarttelefon. Baidus plattform er også umiddelbart kompatibel med et bredt spekter av kvantebrikker.»

Til tross for Baidus påstand om å være verdens første slike løsning, minner Liang Xi-plattformen om Israels Innovasjonstilsynet tilnærming, som også er rettet mot å være kompatibel med ulike typer qubits.

Selv om dette er Baidus første kvantedatamaskin, har selskapet allerede sendt inn over 200 patenter i løpet av de siste fire årene siden grunnleggelsen av forskningsinstituttet for kvantedatabehandling. Patentene spenner over ulike forskningsområder, inkludert kvantealgoritmer og applikasjoner, kommunikasjon og nettverk, kryptering og sikkerhet, feilretting, arkitektur, måling og kontroll og brikkedesign.

Baidu hevder sitt tilbud baner vei for industrialiseringen av kvanteberegning, noe som gjør det til det siste selskapet som kommer med grandiose påstander om at kvantedatabehandling er på grensen til utbredt bruk. Noen kvantestartups har allerede samlet svimlende verdier på over 1 milliard dollar.

Men ekte applikasjoner for kvantedatamaskiner, dessuten kryptering, har ennå ikke dukket opp. Og selv om de gjør det, forventes det at de vil kreve tusenvis, noe som er langt fra hva noen har klart å oppnå. For eksempel førte denne skalerbarhetsbekymringen Intel å slutte å følge den populære superledende qubit-tilnærmingen til fordel for de mindre modne silisium- og silisium-germanium-qubitene, som er basert på transistorlignende strukturer som kan produseres ved bruk av tradisjonelt halvlederutstyr.

Likevel dukker det allerede opp stemmer advare om overhyping teknologien. Med ordene til Gartner Hype Cycle, kan dette bety at kvantedatabehandling kan nærme seg sin desillusjonsbunn.

Den andre hovedutfordringen innen kvanteberegning er at ekte qubits har en tendens til å være for støyende, noe som fører til dekoherens Dette fører til nødvendigheten av å bruke kvantefeilkorreksjon, som øker antallet qubits langt over det teoretiske minimum for en gitt applikasjon. En løsning som heter støyende mellomskala kvante (NISQ) har blitt foreslått som en slags midtveis, men suksessen har ennå ikke vist seg.

Historien til klassiske datamaskiner er fylt med eksempler på applikasjoner som teknologien muliggjorde som aldri hadde vært tenkt på på forhånd. Dette gjør det fristende å tro at kvanteberegning på samme måte kan revolusjonere sivilisasjonen. Imidlertid er de fleste tilnærminger for qubits for tiden avhengige av nesten absolutt nulltemperatur. Denne iboende barrieren innebærer at kvantedatabehandling kan forbli begrenset til bedrifter.