I dag lanserer IBM en såkalt kvanteprosessor på hele 127 qubits under arrangementet IBM Quantum Summit. Det er nok noe som gleder mange amerikanere etter at Kina hevder å ha overtatt ledelsen på dette området. I sommer viste forskere ved University of Science and Technology of China frem sin 66 qubits Zuchongzhi-maskin, og nå nylig Zuchongzhi 2.1.
Den klarte å løse et problem på 70 minutter som ville tatt verdens kraftigste superdatamaskin åtte år å løse ved bruk av bare 56 av qubitene. Ytelsen kan blir enda større enn dette, hevder forskerne, og mellom 100 og 1000 ganger mer enn Googles 54 qubits kvanteprosessor, Sycamore.
Quantum supremacy
Er dette korrekt, har man overgått grensen for det som kalles Quantum advantage med temmelig god margin. Det er når slike datamaskiner går forbi tradisjonelle maskiner. Da passer betegnelsen Quantum supremacy bedre, som mange oppfatter som den dopede versjonen av advantage.
Nå skal det sies at slike betegnelser ikke er fundert i noen måleskala. Dette er ikke Flops eller GHz.
Dessuten er kvantefysikken, som slik teknologi hviler på, mulig å utnytte på mange ulike måter, så antallet qubits er heller ikke noe bunnsolid parameter. Antall transistorer på en vanlig prosessor er mer presist, men behøver heller ikke være så tett bundet til ytelsen.
Men uansett. Ytelsen som kineserne oppgir, bærer bud om at det er i ferd med å skje noe stort.
Ørnen har landet
IBMs annonsering av Eagle kvanteprosessor er et skritt i riktig retning. Om den er kraftigere enn den kinesiske maskinen, er uvisst, for her er det epler, pærer og en del annen frukt som skal sammenliknes.
Uansett hevder IBM at prosessoren er så kraftig at det for første gang ikke er mulig å simulere den i en tradisjonell superdatamaskin.
Mer kommer snart
IBM har på ingen måte tenkt å hvile på sine 127 qubits kvantelaurbær. De jobber allerede med IBM Quantum System Two, som er den neste generasjonen kvantesystem og som er designet for å ha tusenvis av qubits. De neste utgavene av kvanteprosessorene vil ha 433 og 1121 qubits og etter hvert enda mer. De vil også være bygget for å kobles sammen med flere.
Det vil i så fall utløse en ytelsesøkning vi aldri har sett før i datahistorien, selv om det ikke er alle beregninger kvantedatamaskiner egner seg for. Men der de kan, vil de bidra til å åpne helt nye beregningsområder.
Forskere håper dette kan gir oss mye mer presise værvarsler langt inn i framtiden. Og vi vil kunne simulere fysikk, kjemi, farmasi og en rekke andre områder på helt nye måter og skape materialer, medisiner og prosesser vi ikke klarer med vanlige superdatamaskiner. De nye anvendelsene er det bare fantasien som begrenser, men at dette kan utløse en innovasjonsbølge innen IT, er ganske sannsynlig.
Qubiten
En bit er den fundamentale enheten i vanlige datamaskiner. En transistor kan representere en 0 eller 1, og hvordan de er organisert, er grunnlaget for beregningene. En qubit som brukes i kvantedatamaskiner, er ganske annerledes. Navnet er en omskriving av det romerske lengdemålet cubius. En qubit er en kvantebit og er den som inneholder informasjonen i en kvantedatamaskin. Qubiten er mye mer informasjonsrik enn en bit fordi både 0 og 1 kan eksistere samtidig.
Hver qubit i en slik prosessor dobler regnekraften. Det gjør at økningen i regnekraft øker eksponensielt. Slik er det ikke med tradisjonelle prosessorer. I så fall ville en 64 bits prosessor være ufattelig mye kraftigere enn en på 32 bits. Det er den jo ikke.
Men i kvantedatamaskiner er også kvaliteten en parameter som betyr noe for ytelsen. Når man utnytter kvantemekanikk, er man bokstavelig talt på usikker grunn. Og som i tradisjonelle prosessorer er hastigheten til operasjonene også viktig.
Kommer med nye problemer
Kvantedatamaskiner kan også gi oss problemer. De vil gjøre det mulig å knekke alle slags passord vi bruker i dag. Når skurker får tilgang til slike ressurser, vil mottrekket være å ty til kvantemekanikken for å beskytte seg.
Men fordelene er nok mye større.
Eagle-prosessoren er et stort skritt mot dagen da kvantedatamaskiner kan utkonkurrere klassiske datamaskiner på en meningsfull måte, sier Dario Gil, som er senior vice president i IBM og direktør for IBM Research.
Programvare
IBM skal også lansere et utviklingsmiljø for programvare med masse funksjonalitet i årene framover. Det skal åpne nye muligheter for å utnytte kvantedatamaskinene i mange bransjer og fagfelt. Utviklerne kan bruke verktøy i IBMs OpenShift plattform som vil få muligheten til å trekke inn den ufattelige ytelsen til den nye kvante-teknologien.
IBM foreslår et tredje ytelsesmål for kvantedatamaskiner – nemlig hastighet
