الكم تطوير جهاز الكمبيوتر لأكثر من عشرين عاما، فإنه لا يزال يتعين ينظر إليه على أنه يعالج رسالة غامض، ولكن عندما بدأت شركة D-الموجة المنتجات التجارية، بما في ذلك غوغل، IBM، إنتل، ومايكروسوفت وغيرها من الشركات الكبيرة وأطلقت منذ سنوات البحوث . حتى أن هناك أنباء السابق، تعتزم مسبك TSMC إلى 3 عملية نانومتر استقر في الولايات المتحدة، وهذا هو، مع الأخذ بعين الاعتبار العوامل كمبيوتر الكم.  والد الروبوت أندي روبين في العام الماضي قال علنا أنها تعمل على إنشاء جهاز كمبيوتر الكم جديد، وبالتالي تسريع تحليل البيانات الكبيرة وتطور تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي. وضعت الكثير من الشركات والأفراد في الوزن الثقيل، بحيث ينظر إلى جهاز كمبيوتر الكم كمفتاح للجيل القادم من العلم والتكنولوجيا.

من بينها، وظفت جوجل الرائدة في مجال صناعة المعروف باسم مستوى الكمبيوتر الكم الكبير من جامعة الله كاليفورنيا في سانتا باربرا (جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا) البروفيسور جون المارتيني. DT يونيو متعمقة جوجل الكم مختبر الذكاء الاصطناعي (جوجل الكم المؤقت مختبر)، مقابلة مع جون المارتيني التي كتبها سيد، كشف المختبر.

سانتا باربرا الأمريكية بلدة صغيرة بالقرب من الساحل، وبسبب الطقس لطيفا، وكان من المعروف لفي أوقات الفراغ، حيث كان هناك مظهر من مكتب عادي، فقط قريبة على مستوى منخفض لشعار Google مطبوعة على ورقة صغيرة على زجاج الباب، يقع المشي في جوجل سوف تفهم الكم اصطناعية مختبر الذكاء هنا.

الشكل شو جوجل الكم المؤقت مختبر تقع في المكتب سانتا باربرا داخل المألوف. (المصدر: DT يونيو)

في كمبيوتر الكم على الاستثمار، تم تصنيف جوجل بأنها إيجابية، بحلول نهاية فريق البحث 2009 أظهر استخدام D-الموجة معالج الصور لتدريب المصنف في مؤتمر NIPS، والسماح للجنة التحقيق الكمبيوتر من خلال مشاهدة 20000 صور نتعلم كيف نتعرف على المركبات. 2013، بالتعاون جمعية أبحاث الفضاء بجامعة (USRA)، وإنشاء جوجل الكم المؤقت مختبر جوجل وناسا و. في العام التالي، وأعلن أن جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا (جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا) البروفيسور جون المارتيني وفريقه الانضمام إلى المختبر، مسؤولا عن قيادة الكم أجهزة الكمبيوتر ورقاقة التصميم.

جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا أستاذ شو مخطط جون المارتيني، المسؤولة عن قيادة مختبر لأجهزة الكمبيوتر الكم ورقاقة التصميم. (المصدر: DT يونيو)

ثلاثة مواضيع مختبر أبحاث

ما هو بالضبط جهاز كمبيوتر الكم؟ على الرغم من أن الناس يعملون في صناعة التكنولوجيا، وقد سمعت أكثر فقط باسمه دون معرفة السبب. بالنسبة لمعظم الناس، وأكثر مثل فيلم الخيال العلمي سوف تكون بعض الأسماء.

بعبارات بسيطة، في الكمبيوتر الحالي (قد يتم الإشارة إليها باسم جهاز كمبيوتر تقليدي) العالم، بت (بت) هو أصغر وحدة من كل المعلومات الرقمية، وقيمة كل بت اثنين فقط القيم الممكنة، إما 0 أو 1، وغالبا ما قيل: عالم الكمبيوتر هو 0 و 1. التشغيل الفعلي، والتدفقات الحالية القائمة على البوابات المنطقية أو عدم إكمال مجموعة متنوعة من العمليات المنطقية، وبالتالي 0 وسوف يكون مفهوما 1 كما مفتوحة (على) أو إيقاف (OFF) دولتين، الكمبيوتر هو عبارة عن سلسلة من 0 و 1 لأداء حساب الجمع والتخزين وغيرها من المهام.

في المقابل، فإن الوحدة الأساسية للكمبيوتر الكم قليلا الكم (و qubit)، أكبر الفرق مع البتات التقليدية، يمكن أن يكون في وقت واحد و qubit 0، 1 وتراكب الخطي (تراكب). ويعتقد الباحثون انه اذا تمكنا من تطوير لديها اكثر كمبيوتر و qubit الكم، ومهمة من شأنها أن تعجل كثيرا من سرعة، إلى ما وراء أجهزة الكمبيوتر اليوم.

والشيء نفسه أيضا على تطوير تكنولوجيا الكمبيوتر الكم، وأشار إلى أن IBM السنوات ال 10 المقبلة يمكن أن يخلق 50 ~ 100 المكدسة في كمبيوتر الكم، حتى الآن أقوى الحواسيب الفائقة، ليست جهاز كمبيوتر الكم مع 50 المكدسة.

FIG شو الفرق هو أن البتات التقليدية لديها و qubit يمكن في وقت واحد 0 و 1 و الخطي تراكب. (المصدر: CB البصائر)

جوجل لديها مصلحة عميقة في أجهزة الكمبيوتر الكم، وهناك مستويين من متطلبات:

لأول مرة، وجوجل لديها الكثير من مراكز البيانات في جميع أنحاء العالم، على أمل أن توفر للمستخدمين سرعة المعالج أو شبكة الخدمات من خلال عملية أساليب الحوسبة عالية الأداء.

ثانيا، تأمل أنه بحلول تخطيط من مجموعة متنوعة من تطلعية والتكنولوجيا الرائدة للحفاظ على ريادتها في التجارية أو الفنية.

"لدينا مختبر ثلاثة مجالات رئيسية للبحوث، والبحث على جهاز كمبيوتر أغراض العامة الكم (الحوزة الكمبيوتر الكم)، واستمرار محاكاة الثانية (محاكاة مستمرة)، آخر واحد هو الصلب الكم (الكم annealer) ، تشبه إلى حد ما D-الموجة القيام به ". وكشف جون المارتيني.

حاليا، ومختبر الذكاء الاصطناعي الكم فريق من نحو 20 شخصا. من بينها، فريق نظرية وتصميم الأجهزة حوالي نصف ونصف، التصميم الإلكتروني، وتطوير البرمجيات، وخلق حوالي حوالي سنتيمتر واحد في رقاقة وقطر، وتتم من البحث من قبل مجموعة من الناس.

فتح الباب إلى المختبر، والعين هي منطقة الاختبار، غرفة نظيفة، لإنشاء نظام خاص التبريد، فضلا عن العديد من خطوط تخرج على القمة، و22 quibits يتم تشغيل الكمبيوتر الكم.

وقال جون المارتيني: لدينا الآن أربعة الثلاجة (راجع نظام التبريد)، فإنه سيتم قريبا ارتفع إلى سبعة، والذي يستخدم لتبريد المعدات نصمم إلى حالة درجة حرارة منخفضة للغاية. هذا نظام التبريد هو معيار الصناعة لماذا نحن بحاجة للقتال، وتبدو معقدة جدا، ولكن المبدأ الأساسي مع الثلاجة المنزلية لا يختلف، ومجرد استخدام الهيليوم (الهيليوم) لتبريده.

في الكم ويمكن تقسيم رقائق الكمبيوتر إلى قسمين، ويتكون جزء واحد في رقاقة المختبر المكدسة، والجزء الآخر هو استخدام القائمة المسابك التجارية القيام به. العملية برمتها باستخدام التصوير الطباعة الحجرية (ضوئيه) عملية، وفائقة التوصيل الدوائر (الدوائر فائقة التوصيل) تلفيق استبدال بعض البلورات، وأخيرا استخدام مواد خاصة، أي الإنديوم ما يقرب من 10 ميكرون (الإنديوم)، وكذلك الترابط الأسلاك ( سلك السندات) إلى معالجة الأجزاء العلوية والسفلية من يدمج رقاقة.

الشكل شو جون مارتيني يقف وراء الباب دفعت مختبر مفتوح. (المصدر: DT يونيو)

وأشار جون المارتيني إلى أنه على الرغم أكثر من أداة أشباه الموصلات التقليدية يمكنك إنشاء شرائح، ولكن معظم الأماكن الصعبة: رقاقة واحدة التصميم الإلكتروني، بالإضافة إلى أن تكون قادرة على العمل أكثر استقرارا، والثانية، والحاجة إلى تصميم خوارزمية الملكية، وهما القضايا الكبرى لمست معا صعبة للغاية، ولذلك فمن الصعب كسر الكمبيوتر الكم.

ومع ذلك، بعد 20 عاما من الأوساط الأكاديمية الجهد، بشكل تدريجي بعض التقدم، جون المارتيني لديهم الثقة ليقول: "كنا نرغب في جعل شيء متاح، والهدف لتحقيق الهيمنة الكم (الكم التفوق) في نهاية هذا العام."

سوف ربع آخر تكون قادرة على تحقيق الهيمنة الكم

وسائل الهيمنة الكم و qubit أنه عندما يزيد عن 49 أو 50، والقدرة الحاسوبية لأجهزة الكمبيوتر الكم سوف تتجاوز الكمبيوتر التقليدية، أو حتى العملاق إلى حد كبير. والتحدي جون المارتيني لإنشاء 49 أو 50 المكدسة كمبيوتر الكم في نهاية هذا العام.

وبطبيعة الحال، لتصل إلى 49 المكدسة لا يحدث بين عشية وضحاها، من قبل الفريق قد صمم الكمبيوتر 9 المكدسة ذلك بذلت جهود حثيثة في السنوات الأخيرة في الالكترونيات والبرمجيات والبنية التحتية، والآن تنفق الكثير من الوقت على 22 المكدسة.

في رأيه، في الفترة من 9 إلى 49 المكدسة المكدسة أن يكون مثل قفزة كبيرة إلى الأمام، وأيضا إعلان نتائج 22 المكدسة، ولكن 49 المكدسة أكثر تعقيدا، والحاجة إلى بذل المزيد من الاختبارات وتفاصيل الصفقة، لكنه غير واثق تماما من قدرة الهيمنة الكم يمكن أن تظهر للعالم الخارجي في نهاية المطاف. لكنه شدد على أن التركيز ليس على عدد و qubit، بدلا من ذلك، يجب أن تقوم بتصميم يجوز للنظام أيضا عملية التنسيق، يجب تشغيل كل خطوة في وقت واحد.

شو مختبر الرقم جوجل الذكاء الاصطناعي من مكتب البيئة الكم. (المصدر: DT يونيو)

تطبيقها على أجهزة الكمبيوتر الكم وآلة التعلم الكم الكيميائية

ومع ذلك، على الرغم من 49 المكدسة، واستخدام الكمبيوتر الكم لا يزال جزء شعبية من مسافة بعيدة. ويرجع ذلك أساسا الكمبيوتر الكم ليس كما الكمبيوتر الموجودة هو جزء من جهاز الكمبيوتر للأغراض العامة، والآن يمكنك أساسا جهاز الكمبيوتر الخاص بي تشغيل مجموعة متنوعة من الإجراءات للتعامل مع جميع أنواع المشاكل، ولكن "لا يمكن تشغيل جميع المشاكل التقليدية على جهاز كمبيوتر الكم، فإنه لن يكون لها نتائج جيدة. كمبيوتر الكم لا ينطبق إلا على أنواع معينة من المشاكل، ومجموعة من معالجة المهام سوف تكون صغيرة نسبيا." وقال جون المارتيني.

كثير من الناس يعتقدون أن أجهزة الكمبيوتر الكم مناسبة لتشغيل عدد كبير من حقول البيانات، مثل تغير المناخ، وتطوير عقاقير أو علاجات جديدة، الخ وقال في هذا الصدد، أشار جون المارتيني إلى أنه، في هذه المرحلة الاستثمار في جميع القطاعات من جهاز كمبيوتر الكم هو أن يثبت أولا أن الهيمنة الكم، فإن الخطوة التالية هي محاولة للتفكير في خوارزمية مفيدة انه كان صريحا: "لأن هذه الخوارزميات هي صعبة للغاية العثور عليها. كما أنني لا أعرف كمبيوتر الكم المناسب للتعامل مع مشكلة المناخ، ولكننا نعتقد أن تطبيق الكم الكيمياء (الكم الكيمياء)."

الكم الكيمياء هو قانون وطرق ميكانيكا الكم لدراسة الكيمياء للموضوع. أول من اقترح الكم الفيزيائي الكمبيوتر ريتشارد فاينمان (ريتشارد فاينمان) قد طرح الرأي القائل بأن: إذا كنت بناء جهاز كمبيوتر الكم، وكيمياء الكم تعيينها بشكل طبيعي إلى الكمبيوتر الكم. بالطبع، يمكن للعلماء الآن العملاق لمراقبة خصائص جزيء مادي (جزيء)، و ومع ذلك، يمكن أن أجهزة الكمبيوتر الكم حل المشاكل بشكل أكثر كفاءة من الكمبيوتر التقليدي، وهذا هو السبب جون المارتيني من الطبيعي أن أعتقد أن هذا يجب أن يكون جهاز كمبيوتر الكم أول شيء يجب القيام به.

بالإضافة إلى الكيمياء الكم، والتفكير على وشك شيء آخر كمبيوتر الكم لأداء آلة التعلم.

واضاف "هذا هو السبب صور من شأنه ان مختبر اسمه الكم الذكاء الاصطناعي مختبر." ينطبق تعلم آلة لبعض النماذج الحاسوبية، ولكن هذا المفهوم من جهاز كمبيوتر الكم هو حتى تتمكن من إيجاد وسيلة أكثر ملاءمة أو أكثر كفاءة. تؤمن Google سوف تعلم الآلة تحقيق التغير التكنولوجي المهم، وتأثير التغييرات في حياة الإنسان سوف تكون هي نفسها كما في الماضي الكمبيوتر، والإنترنت، والهواتف الذكية،

وقال جون المارتيني أنه على الرغم من الوضع والتطوير الحالية ليست كيمياء الكم، ولكن هناك بعض الأفكار جيدة يمكن أن تجعل من التكامل تعلم آلة مع أجهزة الكمبيوتر الكم. وكانت الداخلية الخطط ذات الصلة هي الخلايا العصبية بناء الكم (الكم الخلايا العصبية)، وجدوا أن مجال الكيمياء الكم لديه الخوارزمية التقريبية إلى حد ما جهاز الكم التعلم، أو الشبكة العصبية الكم (الكم الشبكة العصبية)، لذلك هناك احتمالات كبيرة.

ولذلك، فإن التعلم الآلي الكم أن يكون أكثر فعالية من أجهزة الكمبيوتر التقليدية؟ وأضاف "نأمل، ولكن الآن قد حقق أحد." ومع ذلك، فإن الطريقة التي تريد استخدامها لحل مشاكل في جزء الكم الكيمياء هو استخدام الكم تعلم الآلة، والهدف النهائي هو ما زالوا يأملون في استخدام آلة الكم التعلم للتعامل مع قضايا أكثر عمومية.

ومع ذلك، شدد أيضا على أن "ما زلنا في نقطة البداية، وهي مرحلة البحث، واتخاذ التجربة المرة والتنمية في مرحلة البحث، سوف تنفق الكثير من الوقت للاتفاق مع بعض الألعاب تبدو المسألة التي تبدو بسيطة (مشاكل لعبة)." على سبيل المثال، في الكيمياء الكم، ويمكن إلى حد ما يحسب بدقة الهيدروجين الجزيئي (جزيء الهيدروجين) في الكمبيوتر الكم دولة أرض الواقع . "هذا هو بسيط جدا، لأن التكنولوجيا يبدو البشر ويعرف الجزيئات، ومع ذلك، إلا دليل على مفهوم يمكن أن تعمل، سوف تكون قادرة على التعامل مع قضايا أكثر تعقيدا". وهناك العديد من الشركات التركيز على هذا المجال، بما في ذلك IBM، مايكروسوفت، علي بابا، وبالتالي لتطوير التعلم الآلي الكم انه متفائل.

نأمل المزيد من الناس إلى خوارزمية

ويرجع ذلك إلى نظريات مختلفة من أجهزة الكمبيوتر الكم والكمبيوتر اليوم، ونحن نريد في المستقبل إلى مرحلة التطبيق، يعتمد أيضا على المهندسين تعلم طريقة البرمجة الجديد. وفي هذا الصدد، قال جون المارتيني، فريقه بشكل رئيسي في تصميم الأجهزة والبرمجيات السيطرة، وأمل كبير في أن الغرباء تعلم كيفية برمجة جهاز كمبيوتر الكم. الآن المهندسين العملية بحاجة إلى معرفة الدوائر مكمل معدن أكسيد أشباه الموصلات (CMOS) متكاملة، وما شابه ذلك، وتحتاج فقط إلى معرفة لغة برمجة ونظام التشغيل يمكن كتابة التطبيقات، على الرغم من أن أجهزة الكمبيوتر الكم من الصعب، ولكن كما أكاديمي في الرياضيات والفيزياء أو الاتساق، طالما أنهم يفهمون مبدأ وراء ذلك، وكيفية استخدام خوارزمية، يمكننا أن نفهم عن طريق القياس.

على سبيل المثال، أمام موظف للعمل في المختبر في جوجل، ويتم تدريبهم في علوم الكمبيوتر، ولكن لمصلحة عميقة في أجهزة الكمبيوتر الكم للانضمام إلى المختبر "، من خلال التعلم، وكان جعلت خوارزميات الكمبيوتر الكم القياسية كثير وسيلة رائعة لتحسين هذه السنوات ال 20 الماضية، لقد فكرت لا أحد من قبل، وجهة نظري هو أنه إذا كان الحب علماء الكمبيوتر هذا المجال، فإنها يمكن أن تجعل العديد من المساهمات، عند وصول سن كمبيوتر الكم، يمكن للناس أن تركز على البرمجة والخوارزميات. " وقال جون المارتيني.

الشكل شو الفيزيائي ريتشارد فاينمان (ريتشارد فاينمان) أول من اقترح مفهوم جهاز كمبيوتر الكم، يسمى هذه القاعة قاعة المؤتمرات فاينمان. (المصدر: DT يونيو)

الشركات الكبيرة، وتبدأ تجمع

بالإضافة إلى Google، بحث منشور IBM في العام الماضي في IBM الكم الخبرة خبرة الكم منصة، وهذا له 5 المكدسة في كمبيوتر الكم في مركز أبحاث واتسون TJ في نيويورك، من أجل السماح للجمهور يمكن الاتصال الكمبيوتر الكم، الكم الحوسبة استكشاف مختلف ممكن الجنس، افتتح IBM حتى تجربة العالم الخارجي وخدمات الاختبار. في مارس من هذا العام، وزيادة IBM أيضا على 17 المكدسة، وأعلنت أنها ستطلق أول الكم العالمي منصة الحوسبة التجارية في هذه الصناعة، ونظام IBM Q هذا العام، وسوف يكون 50 المكدسة سيكون الكم الخدمات السحابية الكمبيوتر، سوف تصل إلى الهيمنة الكم.

بالإضافة إلى ذلك، أشارت شركة الأبحاث CB البصائر أن أجهزة الكمبيوتر الكم على تغيير العالم. بالإضافة إلى D-الموجة، واسمه بالإضافة إلى العديد من الشركات المبتدئة يجب إيلاء الاهتمام ل، هي كما يلي:

Rigetti الحاسبات، أكثر من 69 مليون $ تمويل، والمستثمرين، بما في ذلك آندرسن هورويتز، AME سحابة المشاريع وهلم جرا؛

كامبريدج الكم الحاسبات، تمويل أكثر من 50 مليون $، والمستثمر هو رأس المال الاستثماري الملياردير البرتو تشانغ Rajii جروبو Arcano.

KnuEdge، رفع أكثر من 47 مليون $، والمستثمر شركة تطوير الوفير.

Qubitekk، ومن بين المستثمرين المؤسسة الوطنية للعلوم، لجنة الطاقة في كاليفورنيا.

بعد الكم، ملاك المستثمر السابق الرئيس التنفيذي لرويترز توم جلوسر.

الكم النظم البيولوجية، وتشمل المستثمرين اليابان ميتسوبيشي يو إف جي كابيتال، التابعة مركز الحضانة، جامعة طوكيو.

وهلم جرا.

في عام 1965، قدمت واحدة من مؤسس شركة إنتل غوردون مور قانون مور (قانون مور)، وهذا هو، وعدد من المكونات على رقاقة الكمبيوتر كل 24 شهرا، أي ضعف معدل النمو، وتقصير وقت لاحق لمدة 18 شهرا، وكانت بحكم التجربة على طول الطريق توجيه تطوير العملية برمتها وصناعة الرقائق. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، بدأت قانون مور تظهر علامات تباطؤ، ووفقا لهذا الاتجاه، 2020 - وصل 2025 حدود قانون مور، يظهر الصناعة لا يوجد نقص في قانون مور فشل، عرض الموتى - ولكن ذلك سيكون نهاية تطوير تأليف الكمبيوتر؟ ربما لا، لأنه كان المشي على جهاز الكمبيوتر الكم الطريق.