Simon Benjamin er medgründer av Quantum Motion og professor i kvanteteknologi ved Oxford. Her argumenterer han mot en tidligere FT Alphaville-artikkel at kvantedatabehandling var en klassisk boble.
Quantum computing er en raskt voksende bransje med mye hype. Men forslag om at det er det rent hype — og når boble sprekker vi vil sitte igjen med ingenting av noen verdi – er en misforståelse og en manglende forståelse av hvor vi er og hvor vi ender opp.
Først en ansvarsfraskrivelse: Jeg er langt fra en objektiv tilskuer. Jeg er professor i kvanteteknologi ved Materials Department i Oxford, medgründer av London-Oxford-selskapet Quantum Motion, og i to tiår har jeg jobbet med hvordan man bygger en kvantedatamaskin.
Mange kvantedatabedrifter eksisterer i dag, men de tjener vanligvis ikke penger ennå. Men disse selskapene er åpenbart nå i FoU-modus. For eksempel, Psi Quantum, blant de største av de nye spillerne som har samlet inn over $665 mm, engasjerer seg ikke kommersielt i det hele tatt. Det forteller ganske enkelt investorer at det vil ta tid. Og det vil det. Jeg tror det kan være slutten av tiåret før vi har virkelig virkningsfulle kvantedatamaskiner.
I noen områder forrige FT Alphaville-artikkel av Nikita Gourianov om “kvantedataboblen” er både rett og galt (kvanteordspill ment). Vi vet at mange viktige ting ikke vil gå raskere med en kvantedatamaskin. For eksempel består oppgaven med å gjengi grafikk av et stort antall individuelle enkle beregninger – å gå i kvantum vil ikke hjelpe.
Og ikke alle bedrifter vil dra nytte av kvantedatamaskiner, i hvert fall i begynnelsen. Den tidligste virkningen vil være innen områder knyttet til materialvitenskap (inkludert energimaterialer), kjemi eller optimalisering (eventuelt strekker seg til logistikk/transport). Selv i disse sektorene trenger bedrifter bare å engasjere seg hvis de ønsker å være en del av den muliggjørende teknologien i stedet for en bruker. Andre kan slappe av til tross for oppfordringer om å bli ‘kvanteklare’ – de vil ikke gå glipp av kvantebussen, fordi bussen fortsatt bygges.
Men å antyde at det vil aldri være applikasjoner med høy verdi, og at kvantedatamaskiner aldri vil betale tilbake FoU-investeringene sine, er feil. For bevis, Gourianovs artikkel ser på to områder: knekke koder og akselerere oppdagelser innen kjemi og legemiddeldesign.
Det er velkjent Shors algoritme gir en “eksponentiell kvantefordel” – det sterkeste fordelsnivået der den praktisk talt umulige oppgaven med å bryte kryptering plutselig blir lett. Artikkelen protesterer mot at det likevel er liten kommersiell verdi fordi alternative koder vil bli tatt i bruk. Vi bør absolutt håpe at det er sant – jeg vil helst ikke se at verden mister sin evne til å utveksle data på en trygg måte, siden det er muliggjøringen for all nettfinansiering og internetthandel, og avgjørende for det moderne samfunnet. Og hvordan ville det uansett være etisk å selge tilgang til en kodeknekker?
Heldigvis er kryptosamfunnet det utvikle seg “kvantesikre” koder. Men for investorer var betydningen av Shors algoritme aldri kommersiell kodeknusing. Det er at vi kan bevise kvantedatamaskiner vil være i stand til å gjøre noe som er praktisk talt umulig konvensjonelt, og dermed fastslå at de kan være fantastiske, forstyrrende maskiner.
På kjemi peker kritikken på en helt ny forhåndstrykk av over et dusin anerkjente forfattere. Denne artikkelen vurderer om det ennå er bevis for eksponentiell kvantefordel – dvs. den sterkest mulige fordelen – for en bestemt oppgave: å evaluere “grunntilstandsenergien” til et molekyl. Forfatterne konkluderer med at det ikke finnes slike bevis ennå.
Men de sier ingenting om andre fordelsnivåer og heller ikke andre oppgaver av stor interesse for kjemikere. For eksempel, de Merk at “kan vi ikke konkludere noe om [quantum dynamics for chemical systems] basert på dette arbeidet». I motsetning til artikkelen, påfører avisen ingen dødelige sår på kvantedatamaskiner som revolusjonerende verktøy innen kjemi. Det er bare å holde samfunnet ærlig.
Selvfølgelig identifiserer og utforsker bokstavelig talt hundrevis av forskningsartikler muligheter for kvantefordeler på områder som spenner fra optimalisering (som er nøkkelen til utfordringer innen logistikk og porteføljestyring), til å låse opp dynamikken til komplekse systemer i den naturlige og teknologiske verdenen. Er alle disse ideene feil, og til slutt ute av stand til å gi verdi? Nesten absolutt ikke.
Så er det noen elefant i rommet for den begynnende kvantedataindustrien å bekymre seg for? Faktisk er det. Problemet er størrelsen.
Dagens prototype kvantemaskiner er omtrent på størrelse med en garderobe (eller i verste fall et komplett sett med luksuriøse soveromsmøbler). Men de inneholder ikke mange av de qubits som er den rå prosesseringsenheten til kvantedatamaskiner: kanskje 100, vanligvis færre. Vi vil trenge millioner. Og det er nøkternt. Uansett hvilken av de ledende tilnærmingene du vurderer – superledende qubits, eller ionefeller, eller ren fotonisk – oppskalering vil sannsynligvis føre til at en enkelt kvantedatamaskin okkuperer gulvet i en stor bygning, om ikke hele bygningen. Det er bare én kvantedatamaskin med én bruker om gangen.
Kvantedatamaskiner i bygningsstørrelse vil selvfølgelig fortsatt være effektive – kanskje sammenlignbare med dagens 36 milliarder dollar HPC-sektoren. Men selve kostnaden for slike systemer vil begrense deres markeder, og fordelene de kan gi. Og det er ikke mange alternativer for å krympe dem. For meg er den naturlige ruten å endre dagens silisiumbrikker til å være vert for qubits i stedet for biter, men i samme minimale skala. Det er absolutt nødvendig med en løsning på størrelsesproblemet hvis kvantedatamaskiner skal nå sitt fulle revolusjonerende potensial.
Det er rettferdig å erkjenne at det er koblinger mellom de utbredte ideene om hva kvantedatamaskiner kan være, og virkeligheten til hva de vil være. Men det er veldig feil å påstå at det neppe er mer til feltet enn hype. Fremskritt mot kvantedatamaskiner er reell, og veien til kommersielt viktige maskiner er tydelig med åpenbare milepæler. I den forbindelse er kvantedatabehandling som all annen forstyrrende teknologi.
Utover alt dette er det en annen bekymring jeg har hørt: at forsøket på å bygge kvantedatamaskiner vil mislykkes på grunn av ennå uoppdaget fysikk. En slik mulighet virker fjern, men den kan ikke utelukkes. Men å avdekke en dypere virkelighet bak kvanteteorien, som har motstått gransking av tusenvis av eksperimenter i et århundre, kan være ikke mindre spennende enn kvantedatamaskiner selv!