Điện toán lượng tử gần như đã sẵn sàng cho việc kinh doanh, startup nói
Khi ra mắt dịch vụ trực tuyến của riêng mình, Rigetti mới nổi có trụ sở tại Berkeley khao khát trở thành Amazon của điện toán lượng tử dựa trên đám mây.
Điện toán lượng tử gần như đã sẵn sàng cho việc kinh doanh, startup nói
[Hình ảnh: lịch sự của Rigetti Computing]
BỞI ĐỘI TRƯỞNG SEAN6 PHÚT ĐỌC
Máy tính lượng tử, khai thác tính chất vật lý đặc biệt của quy mô hạ nguyên tử, từ lâu, dường như là một công nghệ của tương lai xa, có thể cách đây hàng thập kỷ. Nhưng công nghệ khoa học viễn tưởng đang đến với thị trường sớm hơn dự kiến chỉ vài năm trước, do suy nghĩ mới về cách sử dụng các khả năng vẫn chưa hoàn hảo của nó. Cùng với những người khổng lồ như Google và IBM, công ty Rigetti có trụ sở tại Berkeley đang thực hiện một nỗ lực để giành lấy thị trường. Và nó có thể là một lúc nào đó, ít nhất là ở vị trí dẫn đầu.
Hôm nay, startup khởi động một dự án trong khuôn khổ của Amazon Web Services (AWS) có tên Quantum Cloud Services. Chad Những gì nền tảng này đạt được lần đầu tiên là một hệ thống máy tính tích hợp, là kiến trúc dịch vụ đám mây lượng tử đầu tiên, theo ông Chad Rigetti, người sáng lập và CEO của công ty cùng tên. Hàng chục người dùng ban đầu Rigetti đã công bố bao gồm các công ty công nghệ sinh học và hóa học khai thác công nghệ lượng tử để nghiên cứu các phân tử phức tạp nhằm phát triển các loại thuốc mới.
Chad Rigetti [Ảnh: lịch sự của Rigetti Computing]
Tôi đã gặp nhà vật lý vào đầu tuần này để xem một trung tâm dữ liệu lượng tử trông như thế nào. Bên cạnh mỗi một số xi lanh trắng béo chứa các máy tính lượng tử siêu lạnh là các máy chủ truyền thống, cấu thành các hệ thống hybrid cổ điển lượng tử đang đưa vật lý kỳ quái này ra thị trường.
Các hoạt động cụ thể mà phần cuối lượng tử của hệ thống có thể thực hiện, trong khi vẫn còn hạn chế và dễ bị lỗi, gần như đủ tốt để tăng hiệu năng của các máy tính truyền thống vượt xa những gì chúng có thể làm trên một cột mốc sắp tới của chúng gọi là lợi thế lượng tử. Tôi đoán điều này có thể xảy ra bất cứ lúc nào từ sáu đến 36 tháng.
Cái gọi là thuật toán lai tận dụng cả hai hệ thống có thể phát hiện và sửa một số lỗi. Và thậm chí kết quả không hoàn hảo từ máy tính lượng tử có thể đủ tốt trong nhiều trường hợp, bằng phẳng vượt quá những gì công nghệ máy tính truyền thống có thể làm, hoặc tạo ra kết quả nhanh hơn hoặc rẻ hơn.
Liên quan: Máy tính lượng tử ra khỏi tủ
Rigetti đã chơi góc này, tạo ra một bộ công cụ phát triển phần mềm có tên Forest (vì đó là một hệ sinh thái, theo Chad), cho phép các lập trình viên truy cập các hệ thống lai. Giống như các công ty khác như IBM, Rigetti đã cho phép các nhà phát triển truy cập các máy tính lượng tử quy mô nhỏ trực tuyến để bắt đầu tìm ra cách lập trình cho chúng. Công ty đã học được rất nhiều kể từ khi mở ra vào tháng 12 năm 2017, Rigetti nói. Chẳng hạn, ban đầu nó đã cố gắng chỉ cung cấp phần cuối lượng tử của hệ thống từ các trung tâm dữ liệu của chính nó, liên kết nó với các máy tính truyền thống chạy trên AWS. Nhưng thời gian trễ giữa các hệ thống, mặc dù tối thiểu, nhưng đủ dài để hạn chế hiệu năng.
Do đó quyết định cung cấp tất cả các tính toán trong trung tâm dữ liệu Berkeley của riêng mình. Rigetti hiện đang mời khách hàng đăng ký truy cập miễn phí vào các hệ thống này, hướng tới mục tiêu phát triển ứng dụng trong thế giới thực, đạt được lợi thế lượng tử. Như một sự khích lệ thêm, người đầu tiên làm cho nó giành được giải thưởng trị giá 1 triệu đô la. Những gì chúng tôi muốn làm là tập trung vào tiện ích thương mại và khả năng ứng dụng của các máy này, bởi vì cuối cùng đó là lý do tại sao công ty này tồn tại, ông Rigetti nói. (Theo lời hứa đó, công ty đã huy động được 119,5 triệu đô la từ các nhà đầu tư, bao gồm cả Andreessen Horowitz.)
Một trong những hình trụ làm lạnh máy tính lượng tử gần bằng không. [Ảnh: Đội trưởng Sean]
KẾT QUẢ ĐỦ TỐT
Một số điều quan trọng phải xảy ra trong thời gian này, và đây là nơi một vật lý nhỏ giúp giải thích thách thức. Một điểm yếu của cơ học lượng tử là chính hành động quan sát một số thứ trên thang đo hạ nguyên tử ảnh hưởng đến các tính chất của chúng, chẳng hạn như spin của một electron hoặc sự phân cực của một photon. Điều này dẫn đến kết luận kỳ quái rằng các hạt hạ nguyên tử tồn tại ở tất cả các trạng thái có thể cùng một lúc cho đến khi bạn thực sự thực hiện phép đo, tại đó một trạng thái duy nhất xuất hiện. Điều đó có ý nghĩa thổi vào tâm trí cho máy tính.
Các dây cáp vi sóng rơi xuống chip lượng tử siêu lạnh ở đáy máy Rigetti. [Hình ảnh: lịch sự của Rigetti Computing]
Các máy tính cổ điển mà tất cả chúng ta sử dụng ngày nay đều dựa trên các bit thông tin: mỗi máy tính có thể có giá trị đặt là 0 hoặc 1. Nhưng một bit lượng tử, hoặc qubit, có thể là cả 0 và một cùng một lúc (và đôi khi thậm chí nhiều giá trị đồng thời hơn). Kết quả cuối cùng cho điện toán là cơ học lượng tử cho phép một hệ thống mã hóa và tính toán các vấn đề với vô số kết quả khác nhau được đại diện bởi sự hợp nhất của các qubit trong tất cả các trạng thái lượng tử đồng thời đó. Được biết đến như là các vấn đề tối ưu hóa, chúng bắt đầu thực sự khó khăn và nhanh chóng chuyển sang không thể với các máy tính kỹ thuật số cổ điển.
Một ví dụ điển hình cho những vấn đề như vậy, và một ứng cử viên vững chắc để chứng minh lợi thế lượng tử: thiết kế các hóa chất mới, như thuốc, bằng cách mô phỏng tất cả các vị trí có thể có của tất cả các cuộc bầu cử trong tất cả các nguyên tử của một phân tử mới theo lý thuyết. Một số người tham gia ban đầu mà Rigetti công bố ngày hôm nay đang làm việc trong ngành hóa học mô phỏng như vậy: Heisenberg, ProteinQure và Qulab. (Một người tham gia khác, Entropica Labs, đang sử dụng điện toán lượng tử để phân tích genomics.)
Tài chính cung cấp các vấn đề tối ưu hóa khác. Ví dụ: chọn tổ hợp cổ phiếu tốt nhất cho danh mục đầu tư, xem xét mọi thứ có thể xảy ra với mỗi cổ phiếu và tất cả sự kết hợp của tất cả mọi thứ trong một giỏ 100. Điều đó có thể giải quyết, hoặc kiếm được rất nhiều tiền . Một người tham gia khác, QxBranch, đang phát triển phân tích cho một số lĩnh vực, bao gồm cả tài chính. (Người khổng lồ công nghệ lượng tử IBM đang hợp tác với các công ty bao gồm Barclays và JP Morgan Chase.)
Hệ thống lai của Rigetti kết hợp máy tính lượng tử của nó (xi lanh trắng) với các máy tính trung tâm dữ liệu truyền thống. [Ảnh: Đội trưởng Sean]
BIT NHẠY CẢM
Qubits rất mong manh. Rigetti và các đối thủ như Google và IBM sử dụng công nghệ siêu dẫn, đòi hỏi phải làm mát các hệ thống trong các xi lanh lớn màu trắng gần bằng 0 tuyệt đối, sau đó thao tác các qubit bằng vi sóng. Những bài đọc qubit không phải lúc nào cũng chính xác.
Nhưng ngay cả kết quả tính toán lượng tử không hoàn hảo vẫn có giá trị. Nhà phân tích Doug Finke cho biết, có một số vấn đề mà bạn không cần câu trả lời chính xác cho đến cuối cùng. Trong số 5 tỷ khả năng, có thể bạn không nhận được câu trả lời hay nhất, nhưng có thể bạn nhận được câu trả lời hay thứ hai hoặc câu trả lời hay thứ ba, ông nói. Trong khám phá thuốc, ví dụ, điện toán lượng tử có thể cung cấp một danh sách ngắn các tùy chọn để thử trong phòng thí nghiệm. Trong tài chính, nó có thể cung cấp một danh mục đầu tư tốt hơn so với tính toán khác.
Nhận thức được giá trị của kết quả đủ tốt đã cách mạng hóa điện toán lượng tử. Nếu bạn quay trở lại năm, sáu năm trước, điện toán lượng tử là rất lý thuyết, ông nói Finke. Người ta đã phát triển một lý thuyết cho biết, nhìn này, nếu chúng ta có thể phát triển máy tính lượng tử, bạn biết đấy, hàng trăm ngàn hoặc hàng triệu qubit, chúng ta có thể khắc phục tất cả sự sửa lỗi này và chúng ta có thể giải quyết vấn đề này trong thực tế. bản thân các qubit khá không ổn định.
Nhưng các ứng dụng có thể chịu được lỗi, các thuật toán lai và thuật toán lai mới tốt hơn trong việc phát hiện ra các lỗi của Google có nghĩa là chỉ vài chục qubit có thể đủ để đạt được lợi thế lượng tử trong một số ngành. Tôi nghĩ Rigetti có thể có một chút dẫn đầu, Fin nói. Tôi nghĩ rằng họ nhận ra tiềm năng này có thể sớm hơn một chút so với những người khác.
Hệ thống hiện tại giữ một chip lượng tử 16 qubit. Rigetti có kế hoạch mở rộng tới 128 qubit vào năm 2019. [Hình ảnh: lịch sự của Rigetti Computing]
CUỘC CHIẾN CỦA CÁC BIT
Các chip của Rigetti có 16 qubit mỗi mã chắc chắn là không đủ, nhưng nó xếp chúng lại với nhau thành các hệ thống với 32 và cuối cùng là 128 qubit trong năm tới. Chúng tôi tin rằng lợi thế lượng tử là có thể khi bạn đạt được trên 80 hoặc 100 [qubit], Rig nói. Mục đích của anh là khiến mọi người học cách phát triển các ứng dụng trên các hệ thống 16 qubit của mình ngay bây giờ để họ sẵn sàng tận dụng các máy lớn hơn khi chúng trực tuyến.
Rigetti không có máy tính lượng tử lớn nhất hiện nay. Vinh dự đó thuộc về Google, công ty đã công bố một hệ thống 72 qubit, theo bảng điểm mà Doug Finke duy trì. (Trong khi đó, IBM có một hệ thống với 50 qubit và Intel có một hệ thống với 49. )
Kế hoạch của Rigetti cho 128 qubit là lớn nhất mà bất kỳ ai đã công bố cho đến nay, theo Finke. Vấn đề là, chúng ta không biết những gì những người khác sẽ vận chuyển vào năm tới, anh ấy nói. Thậm chí khó khăn hơn để xác định là các hệ thống đó hoạt động tốt như thế nào: Không phải tất cả các qubit đều chính xác như nhau. Finke hóa ra chất lượng qubit thực sự thậm chí còn quan trọng hơn số lượng nguyên khối, Finke nói.
Trong thời trang lượng tử thực sự, Rigetti dường như đi đầu trong việc đưa công nghệ ra thị trường tại thời điểm quan sát này. Nhưng với rất nhiều ẩn số trong số những người chơi và công nghệ khác nhau, nhiều kết quả khác nhau cho ngành công nghiệp tất cả dường như có thể, đồng thời.
Điện toán lượng tử gần như đã sẵn sàng cho việc kinh doanh, startup nói
[Hình ảnh: lịch sự của Rigetti Computing]
BỞI ĐỘI TRƯỞNG SEAN6 PHÚT ĐỌC
Máy tính lượng tử, khai thác tính chất vật lý đặc biệt của quy mô hạ nguyên tử, từ lâu, dường như là một công nghệ của tương lai xa, có thể cách đây hàng thập kỷ. Nhưng công nghệ khoa học viễn tưởng đang đến với thị trường sớm hơn dự kiến chỉ vài năm trước, do suy nghĩ mới về cách sử dụng các khả năng vẫn chưa hoàn hảo của nó. Cùng với những người khổng lồ như Google và IBM, công ty Rigetti có trụ sở tại Berkeley đang thực hiện một nỗ lực để giành lấy thị trường. Và nó có thể là một lúc nào đó, ít nhất là ở vị trí dẫn đầu.
Hôm nay, startup khởi động một dự án trong khuôn khổ của Amazon Web Services (AWS) có tên Quantum Cloud Services. Chad Những gì nền tảng này đạt được lần đầu tiên là một hệ thống máy tính tích hợp, là kiến trúc dịch vụ đám mây lượng tử đầu tiên, theo ông Chad Rigetti, người sáng lập và CEO của công ty cùng tên. Hàng chục người dùng ban đầu Rigetti đã công bố bao gồm các công ty công nghệ sinh học và hóa học khai thác công nghệ lượng tử để nghiên cứu các phân tử phức tạp nhằm phát triển các loại thuốc mới.
Chad Rigetti [Ảnh: lịch sự của Rigetti Computing]
Tôi đã gặp nhà vật lý vào đầu tuần này để xem một trung tâm dữ liệu lượng tử trông như thế nào. Bên cạnh mỗi một số xi lanh trắng béo chứa các máy tính lượng tử siêu lạnh là các máy chủ truyền thống, cấu thành các hệ thống hybrid cổ điển lượng tử đang đưa vật lý kỳ quái này ra thị trường.
Các hoạt động cụ thể mà phần cuối lượng tử của hệ thống có thể thực hiện, trong khi vẫn còn hạn chế và dễ bị lỗi, gần như đủ tốt để tăng hiệu năng của các máy tính truyền thống vượt xa những gì chúng có thể làm trên một cột mốc sắp tới của chúng gọi là lợi thế lượng tử. Tôi đoán điều này có thể xảy ra bất cứ lúc nào từ sáu đến 36 tháng.
Cái gọi là thuật toán lai tận dụng cả hai hệ thống có thể phát hiện và sửa một số lỗi. Và thậm chí kết quả không hoàn hảo từ máy tính lượng tử có thể đủ tốt trong nhiều trường hợp, bằng phẳng vượt quá những gì công nghệ máy tính truyền thống có thể làm, hoặc tạo ra kết quả nhanh hơn hoặc rẻ hơn.
Liên quan: Máy tính lượng tử ra khỏi tủ
Rigetti đã chơi góc này, tạo ra một bộ công cụ phát triển phần mềm có tên Forest (vì đó là một hệ sinh thái, theo Chad), cho phép các lập trình viên truy cập các hệ thống lai. Giống như các công ty khác như IBM, Rigetti đã cho phép các nhà phát triển truy cập các máy tính lượng tử quy mô nhỏ trực tuyến để bắt đầu tìm ra cách lập trình cho chúng. Công ty đã học được rất nhiều kể từ khi mở ra vào tháng 12 năm 2017, Rigetti nói. Chẳng hạn, ban đầu nó đã cố gắng chỉ cung cấp phần cuối lượng tử của hệ thống từ các trung tâm dữ liệu của chính nó, liên kết nó với các máy tính truyền thống chạy trên AWS. Nhưng thời gian trễ giữa các hệ thống, mặc dù tối thiểu, nhưng đủ dài để hạn chế hiệu năng.
Do đó quyết định cung cấp tất cả các tính toán trong trung tâm dữ liệu Berkeley của riêng mình. Rigetti hiện đang mời khách hàng đăng ký truy cập miễn phí vào các hệ thống này, hướng tới mục tiêu phát triển ứng dụng trong thế giới thực, đạt được lợi thế lượng tử. Như một sự khích lệ thêm, người đầu tiên làm cho nó giành được giải thưởng trị giá 1 triệu đô la. Những gì chúng tôi muốn làm là tập trung vào tiện ích thương mại và khả năng ứng dụng của các máy này, bởi vì cuối cùng đó là lý do tại sao công ty này tồn tại, ông Rigetti nói. (Theo lời hứa đó, công ty đã huy động được 119,5 triệu đô la từ các nhà đầu tư, bao gồm cả Andreessen Horowitz.)
Một trong những hình trụ làm lạnh máy tính lượng tử gần bằng không. [Ảnh: Đội trưởng Sean]
KẾT QUẢ ĐỦ TỐT
Một số điều quan trọng phải xảy ra trong thời gian này, và đây là nơi một vật lý nhỏ giúp giải thích thách thức. Một điểm yếu của cơ học lượng tử là chính hành động quan sát một số thứ trên thang đo hạ nguyên tử ảnh hưởng đến các tính chất của chúng, chẳng hạn như spin của một electron hoặc sự phân cực của một photon. Điều này dẫn đến kết luận kỳ quái rằng các hạt hạ nguyên tử tồn tại ở tất cả các trạng thái có thể cùng một lúc cho đến khi bạn thực sự thực hiện phép đo, tại đó một trạng thái duy nhất xuất hiện. Điều đó có ý nghĩa thổi vào tâm trí cho máy tính.
Các dây cáp vi sóng rơi xuống chip lượng tử siêu lạnh ở đáy máy Rigetti. [Hình ảnh: lịch sự của Rigetti Computing]
Các máy tính cổ điển mà tất cả chúng ta sử dụng ngày nay đều dựa trên các bit thông tin: mỗi máy tính có thể có giá trị đặt là 0 hoặc 1. Nhưng một bit lượng tử, hoặc qubit, có thể là cả 0 và một cùng một lúc (và đôi khi thậm chí nhiều giá trị đồng thời hơn). Kết quả cuối cùng cho điện toán là cơ học lượng tử cho phép một hệ thống mã hóa và tính toán các vấn đề với vô số kết quả khác nhau được đại diện bởi sự hợp nhất của các qubit trong tất cả các trạng thái lượng tử đồng thời đó. Được biết đến như là các vấn đề tối ưu hóa, chúng bắt đầu thực sự khó khăn và nhanh chóng chuyển sang không thể với các máy tính kỹ thuật số cổ điển.
Một ví dụ điển hình cho những vấn đề như vậy, và một ứng cử viên vững chắc để chứng minh lợi thế lượng tử: thiết kế các hóa chất mới, như thuốc, bằng cách mô phỏng tất cả các vị trí có thể có của tất cả các cuộc bầu cử trong tất cả các nguyên tử của một phân tử mới theo lý thuyết. Một số người tham gia ban đầu mà Rigetti công bố ngày hôm nay đang làm việc trong ngành hóa học mô phỏng như vậy: Heisenberg, ProteinQure và Qulab. (Một người tham gia khác, Entropica Labs, đang sử dụng điện toán lượng tử để phân tích genomics.)
Tài chính cung cấp các vấn đề tối ưu hóa khác. Ví dụ: chọn tổ hợp cổ phiếu tốt nhất cho danh mục đầu tư, xem xét mọi thứ có thể xảy ra với mỗi cổ phiếu và tất cả sự kết hợp của tất cả mọi thứ trong một giỏ 100. Điều đó có thể giải quyết, hoặc kiếm được rất nhiều tiền . Một người tham gia khác, QxBranch, đang phát triển phân tích cho một số lĩnh vực, bao gồm cả tài chính. (Người khổng lồ công nghệ lượng tử IBM đang hợp tác với các công ty bao gồm Barclays và JP Morgan Chase.)
Hệ thống lai của Rigetti kết hợp máy tính lượng tử của nó (xi lanh trắng) với các máy tính trung tâm dữ liệu truyền thống. [Ảnh: Đội trưởng Sean]
BIT NHẠY CẢM
Qubits rất mong manh. Rigetti và các đối thủ như Google và IBM sử dụng công nghệ siêu dẫn, đòi hỏi phải làm mát các hệ thống trong các xi lanh lớn màu trắng gần bằng 0 tuyệt đối, sau đó thao tác các qubit bằng vi sóng. Những bài đọc qubit không phải lúc nào cũng chính xác.
Nhưng ngay cả kết quả tính toán lượng tử không hoàn hảo vẫn có giá trị. Nhà phân tích Doug Finke cho biết, có một số vấn đề mà bạn không cần câu trả lời chính xác cho đến cuối cùng. Trong số 5 tỷ khả năng, có thể bạn không nhận được câu trả lời hay nhất, nhưng có thể bạn nhận được câu trả lời hay thứ hai hoặc câu trả lời hay thứ ba, ông nói. Trong khám phá thuốc, ví dụ, điện toán lượng tử có thể cung cấp một danh sách ngắn các tùy chọn để thử trong phòng thí nghiệm. Trong tài chính, nó có thể cung cấp một danh mục đầu tư tốt hơn so với tính toán khác.
Nhận thức được giá trị của kết quả đủ tốt đã cách mạng hóa điện toán lượng tử. Nếu bạn quay trở lại năm, sáu năm trước, điện toán lượng tử là rất lý thuyết, ông nói Finke. Người ta đã phát triển một lý thuyết cho biết, nhìn này, nếu chúng ta có thể phát triển máy tính lượng tử, bạn biết đấy, hàng trăm ngàn hoặc hàng triệu qubit, chúng ta có thể khắc phục tất cả sự sửa lỗi này và chúng ta có thể giải quyết vấn đề này trong thực tế. bản thân các qubit khá không ổn định.
Nhưng các ứng dụng có thể chịu được lỗi, các thuật toán lai và thuật toán lai mới tốt hơn trong việc phát hiện ra các lỗi của Google có nghĩa là chỉ vài chục qubit có thể đủ để đạt được lợi thế lượng tử trong một số ngành. Tôi nghĩ Rigetti có thể có một chút dẫn đầu, Fin nói. Tôi nghĩ rằng họ nhận ra tiềm năng này có thể sớm hơn một chút so với những người khác.
Hệ thống hiện tại giữ một chip lượng tử 16 qubit. Rigetti có kế hoạch mở rộng tới 128 qubit vào năm 2019. [Hình ảnh: lịch sự của Rigetti Computing]
CUỘC CHIẾN CỦA CÁC BIT
Các chip của Rigetti có 16 qubit mỗi mã chắc chắn là không đủ, nhưng nó xếp chúng lại với nhau thành các hệ thống với 32 và cuối cùng là 128 qubit trong năm tới. Chúng tôi tin rằng lợi thế lượng tử là có thể khi bạn đạt được trên 80 hoặc 100 [qubit], Rig nói. Mục đích của anh là khiến mọi người học cách phát triển các ứng dụng trên các hệ thống 16 qubit của mình ngay bây giờ để họ sẵn sàng tận dụng các máy lớn hơn khi chúng trực tuyến.
Rigetti không có máy tính lượng tử lớn nhất hiện nay. Vinh dự đó thuộc về Google, công ty đã công bố một hệ thống 72 qubit, theo bảng điểm mà Doug Finke duy trì. (Trong khi đó, IBM có một hệ thống với 50 qubit và Intel có một hệ thống với 49. )
Kế hoạch của Rigetti cho 128 qubit là lớn nhất mà bất kỳ ai đã công bố cho đến nay, theo Finke. Vấn đề là, chúng ta không biết những gì những người khác sẽ vận chuyển vào năm tới, anh ấy nói. Thậm chí khó khăn hơn để xác định là các hệ thống đó hoạt động tốt như thế nào: Không phải tất cả các qubit đều chính xác như nhau. Finke hóa ra chất lượng qubit thực sự thậm chí còn quan trọng hơn số lượng nguyên khối, Finke nói.
Trong thời trang lượng tử thực sự, Rigetti dường như đi đầu trong việc đưa công nghệ ra thị trường tại thời điểm quan sát này. Nhưng với rất nhiều ẩn số trong số những người chơi và công nghệ khác nhau, nhiều kết quả khác nhau cho ngành công nghiệp tất cả dường như có thể, đồng thời.
Nhận xét
Đăng nhận xét