Qcloud: Raspberry Pi для квантовых вычислений

Квантовые вычисления в основном применялись в исследовательских лабораториях, но теперь любой любитель может проводить эксперименты на квантовом чипе из своего браузера.

Исследователи из Бристольского университета создали «Qcloud», предоставляющий общественности доступ к своему двухкубитному квантовому чипу малой емкости через Интернет, в рамках образовательного проекта, который они сравнивают с Raspberry Pi.

Заместитель директора проекта доктор Марк Томпсон заявил, что, хотя для стандартных ПК существует экосистема программного обеспечения, для квантовых вычислений не существует эквивалента.

Мы даем людям доступ к оборудованию, чтобы они могли увидеть, как оно работает, и начать понимать основы.

«Мы — специалисты по квантовому оборудованию, мы делаем эквивалент микропроцессора Intel», — сказал он. ПК Про. «Но есть целый ряд людей – компьютерные архитекторы, специалисты по программному обеспечению, специалисты по ОС и разработчики приложений, с которыми мы хотели бы начать сотрудничать».

ЧИТАЙТЕ ДАЛЬШЕ: Что такое квантовые вычисления?

Идея состоит в том, что когда появится «настоящее оборудование», уже будет поколение экспертов по квантовому программному обеспечению, готовых его использовать.

Вызов квантовых кодеров

Исследователи из Бристоля собрали учебные пособия и симулятор Qcloud, чтобы помочь новичкам понять основы квантовых вычислений. Учебные пособия написаны для студентов, обучающихся естественным наукам, но Томпсон сказал, что любой желающий может зарегистрироваться и представить свои идеи экспериментов.

В отличие от традиционного кремния, квантовый чип обрабатывает информацию в кубитах или квантовых битах. В то время как стандартный бит всегда должен быть закодирован как единица или ноль, кубит может быть и тем и другим, или даже обоими одновременно.

Поскольку кубит может существовать в нескольких состояниях одновременно, он также может генерировать несколько решений проблемы одновременно, что значительно ускоряет решение запросов.

Двухкубитный чип Bristol, как признает Томпсон, представляет собой не более чем «игрушечный процессор», но, как и Raspberry Pi, он масштабирует и упрощает более сложную машину – даже если эта машина еще не существует.

«Очень похоже», — сказал он ПК Про. «Компьютеры стали сложными, и Raspberry Pi пытается упростить их, чтобы люди могли снова их понять.

«Это немного похоже на квантовый Raspberry Pi — мы даем людям доступ к оборудованию, чтобы увидеть, как оно работает, и начать понимать основы», — добавил он. «Очевидно, что полностью универсального квантового компьютера пока не существует».

Хотя команда хочет, чтобы первое поколение квантовых мастеров начало работать, этот процесс не будет таким простым, как самостоятельное изучение Python.

«Квантовая механика совершенно нелогична», — сказал аспирант Алекс Невилл. «Мы не видим этих квантовых эффектов в повседневной жизни и не привыкли к ним. Но если мы предоставим людям доступ к реальному устройству, которое демонстрирует эти эффекты, это даст людям лучшее представление о том, что происходит на этом уровне».

Безопасная связь и более быстрое тестирование на наркотики

По словам Томпсона, квантовые вычисления имеют значение в четырёх ключевых областях: безопасная связь, симуляторы, квантовые датчики и вычисления.

Первые два, по его словам, наиболее близки к рынку: несколько компаний уже предлагают полностью безопасную мобильную связь с использованием методов квантовых вычислений.

Второе, квантовое моделирование, просто означает воссоздание проблем, которые слишком сложны для обычного компьютера. Скорость, с которой это возможно, имеет значение для энергетики, биологии и медицины – например, для моделирования белковых молекул для ускорения тестирования лекарств.

«Квантовые симуляторы, возможно, появятся через пять лет, когда мы сможем проводить полезные симуляции», — сказал Томпсон.

Полномасштабный квантовый компьютер, по его словам, появится примерно через 20 лет, хотя его команда работает над более мощными шестикубитными и восьмикубитными чипами, которые они сделают доступными на Qcloud.

Qcloud в настоящее время открыт для регистрации, но не будет принимать заявки на эксперименты до 20 сентября.