如果量子革命到来的速度比我们想象的要快怎么办?虽然像英特尔这样的电子巨头,我们最近与谁交谈过,带上手套和镊子,小心地将所有内容放入条件中,有一个玩家似乎从不怀疑:IBM。证据:最近,美国巨头宣布出售了第一台完全致力于医学研究的量子计算机e.量子计算机远不是现成的销售——量子计算机还没有达到大规模生产的边缘——它首先是克利夫兰诊所和 IBM 之间的科学合作伙伴关系。这笔交易使不同的医学专业人士将能够利用(承诺的!)量子机器的力量来思考、设计和使用软件。但是,在 2021 年向德国研究机构出售第一台机器后,这第二次销售更接近这项技术进入“真实”世界的第一步。
IBM 战略的令人惊讶之处在于“无情的安静力量”方面。几年来,IBM 不断发布和更新其技术路线图,并且从未在产品发布上失败过。 IBM 量子部门成立杰·甘贝塔完美体现了这一路线图。这个男人很温柔、令人愉快,甚至有点害羞——尤其是在为他拍照的镜头前! – 但一旦竞争对手对他提出质疑,他很快就会表现得更加健谈和自信。因为如果科学家认识到道路仍然布满困难,那么让他面对竞争对手的观点会让他不知不觉地改正过来。依旧平静,男人的身子变得更直了,语气依旧平静,但语气却加快了,神色也更加凝重。 IBM 有信心,Jay Gambetta 也有信心。
改变方法,更快前进
“2016 年,我厌倦了听到同事问他们是否可以尝试这个或那个””男子平静地解释道。 “更快地实现量子计算机所缺少的是方法:首先我们发表了[科学文章,编者注],然后我们实施了。这是一个糟糕的方法。因此我们改变了我们的方法。我们不再关注量子比特的数量,而是开始确定在所有其他领域推进所需的硬件和技术。我们开始开发它们»,他继续说道。
从纸面上看,该方法似乎很简单:一个问题、一项技术、一个具体的实现。然而,要建造并启动这台机器,“每个挑战都需要开发一种技术,我们为其设计了不同的处理器。复用?这是蜂鸟。多线?是鹰。每次使用新的处理器来实现并行的开发”。对于杰伊·甘贝塔来说,这种方法具有决定性意义。因为它让 IBM 能够保持其日程安排。对于如此接近基础科学的工作领域来说,这是一件新鲜事,甚至相当令人惊讶。
(到目前为止)完美的路线图
量子计算机是面向大众的无形技术。虽然这项技术因其过度的技术和物理复杂性而让我们忽视,但“何时”是推动这项技术的所有观众的问题。由于取得了重大成功,IBM 似乎是唯一一家拥有明确时间表的参与者:近年来,该公司的工程师们一直在履行其路线图的一部分,没有出现任何错误。 “到目前为止,我们非常成功。»,欢迎 J. Gambetta。
他将成功归功于公司资产的开发方式。 “IBM 半团队的成员[IBM 半导体部门,编者注]在工作中对我影响很大“,他解释道。这些“家伙”远不是企鹅。如果IBM将处理器的开发甚至批量生产留给其他人,美国仍是电路小型化研发之王。是的,如果台积电和三星将他们的芯片刻在3纳米上,这要归功于IBM的专利和工程师。 2021 年已经展示了 2nm!
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然后,量子单元的组织使我们能够快速前进。“量子世界的专业性仍然远不如传统半导体世界,后者的研究、开发和生产是非常独立的。在量子领域,这三个领域仍然协同工作”。
对于 IBM 来说,超导体具有优势
IBM 似乎没有像其他公司那样做任何事情。它的路线图非常精确且雄心勃勃,当其他竞争者专注于特定元素时,该公司希望独自完成所有事情。最重要的是,美国的处理器仍然基于超导材料,而其他国家该行业越来越转向旋转。并采取相反的观点,确保他的选择是最现代的。
«在量子应用中,基于自旋的技术出现得较晚。但事实上,当我们比较硅和超导体时,后者的技术是最新、最现代的:硅已经存在了几十年!”。对于 IBM 来说,超导体将具有优势。“在我的团队中,有些人最初来自旋转世界。他们加入我们的团队并不是没有原因的”,向杰·甘贝塔保证。
«我们必须确定正确的技术并验证它们是否满足三个标准:数量的增加(缩放)、量子位质量和速度。硅满足第一个标准,这就是行业其他公司正在抓住它的原因。但速度还有待证明,就质量而言,根本不是那么回事。这也是为什么大部分专注的玩家都需要数十万甚至数百万量子比特才有效。»,研究人员保证。因为你必须知道这个故事“ 质量 ”量子位的数量对于计算来说绝对是基础:为了发展能量而聚集的量子位越多,这个“纸牌屋”就越有可能倒塌。随之而来的是你的计算结果。
IBM 不仅选择了技术,还选择了电路的空间组织。当其他人在二维中玩经典的硅卡时,IBM 在三维中设计其芯片,并强调了时间在计算中的重要性。 “对于量子计算机来说,重要的不仅是量子比特的数量,还包括内存指令的长度。在简化形式中,一个代表空间,另一个代表时间。。 » 基本上:量子计算不是拥有数以百万计的量子位在不到一秒内稳定地表达自己,而是当量子位按层组织,能够在内存中尽可能长时间地维持计算而不出现任何错误时,量子计算才能最好地部署其能力。 Jay Gambetta 确信 IBM 在这一领域处于领先地位。 “只有基于超导体的量子位才允许这样做。我们的错误缓解和纠正代码是最好的”。太好了,在 IBM,这听起来像是一场革命……如果没有外部帮助,这将不会发生。
其他学科的科学家必须参与进来
IBM 设计处理器、机器、不同的软件层,并将其解决方案开发为服务云并已经签署了第一批合同。然而,尽管巨人多么强大,它仍然无力确保一件事:让机器真正有用。其根本不同的功能要求我们审查和重新思考一切,特别是软件和算法。 IBM 需要专家的领域。
对于专家来说,我们在这里谈论的并不是量子机器本身的构建所涉及的不同行业。但来自不同科学领域的科学家“我们现在的问题是量子需要各个领域科学家的投入。生物学、化学或高能物理学领域的专家绘制他们的问题。要做的工作是为量子电路创建、翻译和改编经典世界的算法»,J Gambetta 解释道。
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科学家赶紧补充道:“仅凭量子计算机将一事无成。除了重写甚至重新发明软件世界之外,我们还必须知道如何将量子处理器(QPU)集成到更全局的计算电路中。因为对于某些问题,量子计算机是完全没有用的。它仍然需要 CPU 和 GPU 来进行许多计算。» 如果这样我们就可以利用计算结果,在原子尺度上,这些计算结果更像是一种需要破译的神奇概率形式,而不是我们今天的二进制处理器给我们的分类结果。 “这也是一个巨大的项目:整个行业必须学会将问题分解为子问题,并由正确的组件进行计算。”。对于我们这些新手来说,这项任务似乎是艰巨的。然而,杰·甘贝塔却很冷静,从不傲慢,从不说教。他的目光专注地聚焦在清澈的地平线上。结束时间:2024 年。
2024年,启示之年?
量子计算机永远不应该成为大众产品。它将成为大型数据中心或大客户购买(或租用)的出色工具。公众和 VSE/SME 将来可以通过云间接使用它。因此,IBM 不像其客户那样需要让公众相信其有用性“ 公司的 ”。对于美国人来说,客户是公司想要强调的真正英雄。
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«到 2024 年,我们预计将在 100 层上达到 100 个量子比特,即著名的 100×100。任何传统超级计算机都无法模拟结果的计算能力水平。但我们不会成为公告的核心。我们希望我们的合作伙伴能够强调这一重要的里程碑。无论是在化学还是物理领域,这些领域的专家将通过我们的量子解决方案的力量发布公告»,J. Gambetta 承诺。
但我们对这样的应许有什么信心呢?特别是因为美国人背后有失败。去年2月,我们采访了华为法国公司的领导人,他们承认尊重IBM的研究和远见精神。同时严厉批评其执行!面对这番言论,杰伊·甘贝塔丝毫没有让步。 “相反,执行力是我们首席执行官的痴迷。我相信,在尊重我们过去的路线图和明确未来计划的同时,我们的成功就代表了我们»,科学家平静地说。补充说“其他公告已于今年晚些时候发布”。永远冷静,永远冷静,但却异常自信。