- Tech Giants Amazon, Google, IBM, dan Microsoft berlomba untuk mengembangkan komputer kuantum fungsional.
- Masing -masing telah merilis chip kuantum prototipe dengan pendekatan yang berbeda dan aplikasi potensial.
- Lapangan ini berkembang pesat, tetapi rintangan besar tetap ada sebelum menjadi berguna secara komersial.
Perlombaan kuantum memanas.
Tech Titans Amazon, Google, IBM, dan Microsoft masing -masing mengumumkan kemajuan dalam chip prototipe mereka, memperketat perlombaan untuk mengembangkan komputer kuantum yang berguna secara komersial yang dapat menyelesaikan beberapa masalah lengket semesta yang paling cepat daripada komputer klasik yang pernah ada.
Komputasi kuantum adalah bidang yang berkembang pesat – meskipun sebagian besar masih teoretis dan sangat teknis. Tetapi retak terbuka dapat membantu menemukan obat baru, mengembangkan senyawa kimia baru, atau Break Metode Enkripsidi antara hasil lainnya, kata para peneliti.
Secara alami, masing -masing pemain utama dalam teknologi besar ingin menjadi orang yang mengambil arus utama komputasi kuantum.
“Anda banyak mendengar tentang hal itu karena ini adalah titik kritis yang nyata,” Oskar Painter, direktur perangkat keras Quantum di Amazon Web Services, mengatakan kepada Business Insider pada akhir Februari, mengikuti pengumuman perusahaan Ocelot Chip -nya.
Tetap bersama kami – di sinilah ia menjadi rumit.
Di mana komputasi klasik menggunakan digit biner – 0s dan 1s, yang disebut bit – untuk mewakili informasi, komputasi kuantum bergantung pada fondasi yang dibangun dari kuantum yang setara dengan bit, yang disebut qubit. Ketika mereka berperilaku dapat diprediksi pada skala yang cukup besar, qubit memungkinkan komputer kuantum untuk dengan cepat menghitung persamaan dengan beberapa solusi dan melakukan perhitungan canggih yang tidak mungkin untuk komputer klasik.
Namun, qubit tidak stabil, dan perilakunya tidak dapat diprediksi. Mereka membutuhkan kondisi spesifik, seperti cahaya rendah dan lingkungan yang sangat dingin, untuk mengurangi kesalahan. Ketika jumlah qubit meningkat, tingkat kesalahan naik – membuat kemajuan di lapangan dengan lambat.
Komputer kuantum skala kecil sudah ada, tetapi perlombaan adalah untuk meningkatkannya dan membuatnya berguna bagi khalayak yang lebih luas daripada hanya ilmuwan.
Baru -baru ini, Amazon, Google, dan Microsoft telah mengumumkan chip prototipe baru, dan IBM telah membuat langkah di peta jalan kuantum yang ada. Setiap perusahaan menggunakan pendekatan unik untuk menyelesaikan masalah pengurangan kesalahan dan skalabilitas yang telah lama mengganggu bidang dan membuat komputasi kuantum yang berguna menjadi kenyataan.
Beginilah setiap pendekatan menumpuk.
Microsoft
Chip Majorana 1 Microsoft adalah chip komputasi kuantum pertama yang ditenagai oleh qubit topologi. Microsoft
Pendekatan ke Quantum: Qubit topologi
Mesin Paling Kuat: Majorana 1
Pada bulan Februari, Microsoft meluncurkan chip kuantum baru, Majorana 1. Tujuannya adalah agar chip ini mempercepat pengembangan komputer kuantum skala besar dari beberapa dekade ke tahun.
Microsoft mengatakan chip ini menggunakan keadaan materi baru untuk menghasilkan qubit “topologi” yang kurang rentan terhadap kesalahan dan lebih stabil. Pada dasarnya, ini adalah qubit berdasarkan keadaan topologi materi, yang bukan cair, gas, atau padatan. Akibatnya, partikel -partikel kuantum ini dapat mempertahankan “memori” dari posisi mereka dari waktu ke waktu dan saling bergerak. Informasi, oleh karena itu, dapat disimpan di seluruh qubit, jadi jika ada bagian yang gagal, qubit topologi masih dapat menyimpan informasi utama dan menjadi lebih tahan terhadap kesalahan.
“Kemajuan Microsoft adalah yang paling sulit untuk mendapatkan ide karena sangat niche,” kata Tom Darras, pendiri startup komputasi kuantum Welinq. “Bahkan para ahli dalam industri merasa sulit untuk menilai kualitas hasil ini.”
Pakar Quantum setuju bahwa Microsoft masih memiliki banyak penghalang jalan untuk diatasi, dan kertas alam yang ditinjau oleh rekannya hanya menunjukkan aspek-aspek dari apa yang diklaim oleh para peneliti-tetapi beberapa di ekosistem kuantum melihatnya sebagai hasil yang menjanjikan.
Peneliti Google bertujuan untuk membalikkan masalah qubit yang sudah lama ada. Google
Pendekatan ke Quantum: Qubit superkonduktor
Mesin Paling Kuat: Pohon willow
Pada bulan Desember, Google mengumumkan Willow, chip kuantum terbarunya, yang diklaim perusahaan hanya membutuhkan waktu lima menit untuk memecahkan masalah yang akan mengambil superkomputer tercepat di dunia 10 Septilyon tahun.
Mungkin lebih mengesankan adalah terobosan Google dalam bagaimana skala komputer kuantum. Secara historis, semakin banyak qubit yang ditambahkan, dan semakin kuat komputer menjadi, semakin rentan terhadap kesalahan. Dengan Willow, para peneliti Google mengatakan bahwa menambahkan lebih banyak qubit fisik ke prosesor kuantum sebenarnya membuatnya kurang rentan kesalahan, membalikkan fenomena khas.
Dikenal sebagai “di bawah ambang batas,” pencapaian ini menandai tonggak penting dengan memecahkan masalah yang telah ada sejak 1990 -an. Dalam sebuah studi yang diterbitkan di Nature, para peneliti Google berpendapat bahwa terobosan ini akhirnya dapat menawarkan cara untuk membangun komputer kuantum skala besar yang berguna. Namun, banyak dari ini masih teoretis, dan sekarang Google perlu membuktikannya dalam praktik.
Amazon
Chip kuantum superkonduktor-qubit yang diikat kawat ke papan sirkuit di Pusat AWS untuk komputasi kuantum di Pasadena, Calif. Layanan Web Amazon
Pendekatan ke Quantum: Qubit superkonduktor
Mesin Paling Kuat: Ocelot
Pada akhir Februari, Amazon Web Services mengumumkan chip Ocelot-nya, sebuah prototipe yang dirancang untuk memajukan fokus perusahaan pada komputasi kuantum berbasis cloud.
Sebuah Amazon Juru bicara mengatakan kepada orang dalam bisnis prototipe ocelot menunjukkan potensi untuk meningkatkan efisiensi dalam koreksi kesalahan kuantum hingga 90% dibandingkan dengan pendekatan konvensional. Chip ini memanfaatkan arsitektur unik yang mengintegrasikan teknologi Cat Qubit – dinamai untuk yang terkenal Kucing Schrödinger Eksperimen pemikiran – dan komponen koreksi kesalahan kuantum tambahan yang dapat diproduksi menggunakan proses yang dipinjam dari industri elektronik.
Troy Nelson, seorang ilmuwan komputer dan chief technology officer di LastWall, penyedia cybersecurity dari Quantum Resilient Technology, mengatakan kepada Business Insider bahwa chip Ocelot Amazon adalah blok bangunan lain yang akan digunakan industri untuk membangun komputer kuantum yang berfungsi. Namun, tingkat kesalahannya perlu diturunkan secara substansial, dan chipnya akan membutuhkan lebih banyak kepadatan qubit sebelum bermanfaat.
“Ada banyak tantangan di depan. Apa yang diperoleh Amazon dalam koreksi kesalahan adalah trade-off untuk kompleksitas dan kecanggihan sistem kontrol dan pembacaan dari chip,” kata Nelson. “Kami masih dalam prototipe hari, dan kami masih memiliki beberapa tahun lagi, tetapi mereka telah melakukan lompatan besar ke depan.”
IBM
Pelanggan CES melihat ketika IBM meluncurkan komputer kuantum ini, Q System One. Ross D. Franklin/Associated Press
Pendekatan ke Quantum: Qubit superkonduktor
Mesin Paling Kuat: Condor
IBM telah menjadi pelopor kuantum selama beberapa waktu, dengan beberapa chip prototipe yang berbeda dan pengembangan Q Q One, komputer kuantum komersial berbasis sirkuit pertama, yang diluncurkan pada Januari 2019.
Chip Condor IBM adalah perusahaan yang paling kuat dalam hal jumlah qubitnya. Namun, sejak pengembangannya, IBM telah memfokuskan pendekatannya pada kualitas operasi gerbang dan membuat chip kuantum yang lebih baru modular sehingga beberapa chip yang lebih kecil dan rentan kesalahan dapat digabungkan untuk membuat mesin komputasi kuantum yang lebih kuat.
Condor, prosesor kuantum terbesar kedua yang pernah dibuat, diluncurkan di IBM Quantum Summit 2023 pada 4 Desember 2023. Pada saat yang sama, IBM memulai chip heron-nya, prosesor 133-ubit dengan tingkat kesalahan yang lebih rendah.
Rob Schoelkopf, pendiri dan Kepala Ilmuwan Sirkuit Quantum, mengatakan kepada Business Insider bahwa IBM telah memprioritaskan “mitigasi kesalahan” daripada pendekatan koreksi kesalahan tradisional. Sementara IBM sejauh ini berhasil dalam apa yang disebut Schoelkopf “penskalaan brute force” dengan pendekatan ini, ia mengatakan metodologi perlu dimodifikasi dalam jangka panjang untuk efisiensi.
Siapa yang memimpin balapan?
Sankar Das Sarma, seorang ahli fisika materi teoretis yang terkondensasi di University of Maryland, mengatakan kepada Business Insider bahwa Layanan Web Amazon Chip Ocelot, Willow Google, dan Condor IBM menggunakan pendekatan superkonduktor “yang lebih konvensional” untuk pengembangan kuantum dibandingkan dengan pesaing lain.
Sebaliknya, pendekatan Microsoft didasarkan pada mode topologi Majorana Zero, yang juga memiliki superkonduktor, tetapi dengan “cara yang sangat berbeda,” katanya. Jika chip Majorana 1 bekerja dengan benar, Das Sarma menambahkan, itu dilindungi secara topologis dengan kebutuhan minimal untuk koreksi kesalahan, dibandingkan dengan klaim dari perusahaan teknologi lain bahwa mereka telah meningkatkan metode koreksi kesalahan konvensional.
Namun, pendekatan masing -masing perusahaan “sangat berbeda,” kata Das Sarma. “Adalah prematur untuk mengomentari siapa yang ada di depan karena seluruh subjek pada dasarnya dalam fase pengembangan awal.”
Perusahaan teknologi besar harus berhati-hati tentang “meningkatkan harapan ketika mempromosikan hasil,” kata Georges-Olivier Reymond, CEO Kuantum Computing Startup Pasqal. “Kalau tidak, kamu bisa membuat kekecewaan.”
Sentimen Reymond digaungkan oleh VP IBM tentang adopsi kuantum dan pengembangan bisnis, Scott Crowder, yang mengatakan kepada Business Insider bahwa ia khawatir “over-hype” dapat membuat orang mendiskontokan teknologi kuantum sebelum janjinya dapat direalisasikan.
“Kami pikir kami berada di puncak menunjukkan keunggulan kuantum,” kata Crowder, merujuk ketika komputer kuantum mengungguli mesin klasik. “Tapi industri ini masih beberapa tahun dari komputer kuantum yang sepenuhnya toleran terhadap kesalahan.”
