Výzkumníci společnosti Nvidia prohlašují za pozoruhodný pokrok ve snaze vybudovat plně funkční, komerčně životaschopný kvantový počítač založený na superpočítačových simulacích prováděných s grafickými procesorovými jednotkami (GPU).

Zatímco pokrok směrem k vývoji užitečného kvantového počítače je po celá desetiletí stabilní, fyzici se stále dělí na to, jakou cestu ke konečnému stvoření zvolit.

Kvantová

Kvantové počítače fungují jinak než jejich klasické protějšky. Počítače, které používáme každý den, jako je ten, o kterém čtete tento článek, se při provádění výpočtů spoléhají na binární přepínače. Ale jejich kvantoví příbuzní využívají povahu fyziky pomocí qubitů k provádění mnohem složitějších výpočtů, než jakých jsou schopny samotné jedničky a nuly.

Existuje mnoho myšlenkových směrů, pokud jde o to, jak přesně postavit kvantový počítač, a všechny zahrnují neuvěřitelně drahou infrastrukturu, hraniční inženýrství a průkopnický výzkum teoretických matematických a fyzikálních konceptů.

Pravděpodobně dva nejběžnější přístupy, které jsou dnes zkoumány, jsou kvantové hradlování a kvantové žíhání. Rozdíly mezi nimi jsou výrazné, stejně jako jejich potenciální schopnosti.

Nvidia pracuje na vývoji systému kvantového žíhání. Jeho rozsáhlé zkušenosti s GPU, jak v herním sektoru, tak v sektoru umělé inteligence, jej staví do jedinečné pozice pro výzkum kvantových počítačů prostřednictvím superpočítačových simulací.

Superpočítače vs superklastry

Podle nedávno publikované výzkumné práce výzkumníci Nvidie využili stovky tisíc GPU v několika samostatných shlucích, aby simulovali chování systému kvantového žíhání.

Tyto druhy simulací se obvykle provádějí na superpočítačích s CPU clustery nebo podobnou architekturou. Průkopnické GPU od Nvidie mu ale dávají výkonnou alternativu.

Výzkum společnosti Nvidia popisuje, jak tým použil tyto kvantové simulace založené na GPU k vyřešení výjimečného problému, s nímž se setkáváme v systémech žíhání, kde by magnetické částice používané v kvantových výpočtech „náhle změnily své chování“.

Prostřednictvím simulací byl tým schopen přijít s navrhovaným řešením zahrnujícím manipulaci s magnetickými poli. Po implementaci by to mohlo přinést komplexní kvantové žíhače o krok blíže trhu. 

Přihlášky do budoucna

Systémy kvantového žíhání jsou speciálním druhem kvantového počítače vyvíjeného k řešení velmi specifických problémů. Na rozdíl od kvantových počítačů založených na bráně nejsou navrženy tak, aby pracovaly na obecných úkolech.

Pravděpodobně budou vyvinuty na míru, aby vyřešily nevyřešené problémy v oblasti optimalizace. Mezi průmyslová odvětví, která budou s největší pravděpodobností ovlivněna systémy kvantového žíhání, patří kvantové snímání, doprava, přeprava a logistika, energetika, finance a blockchain.

Například v oblasti financí vědci předpovídají, že kvantové výpočetní systémy by mohly poskytnout významné zvýšení přesnosti v oblastech prognózování a správy portfolia a diverzifikace.

Související: Vydání DARPA zdůrazňuje potíže při vývoji řešení kvantového financování