Quantum Motion: O πρώτος κβαντικός υπολογιστής με τσιπ πυριτίου κάνει πρεμιέρα στο Ηνωμένο Βασίλειο

Μια καθοριστική στιγμή για την τεχνολογία και την επιστημονική έρευνα έρχεται από το Λονδίνο, όπου η startup Quantum Motion παρουσίασε τον πρώτο «full stack» κβαντικό υπολογιστή που βασίζεται σε τυπικά τσιπ πυριτίου, δηλαδή τα ίδια που χρησιμοποιούνται καθημερινά σε smartphones και laptops. Το σύστημα εγκαταστάθηκε στο National Quantum Computing Centre (NQCC), σηματοδοτώντας ένα κομβικό βήμα προς την κατεύθυνση της πρακτικής αξιοποίησης των κβαντικών υπολογιστών.

Η μεγάλη καινοτομία της Quantum Motion βρίσκεται στη χρήση της τεχνολογίας CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), δηλαδή της ίδιας διαδικασίας που βρίσκεται πίσω από τους κλασικούς ημιαγωγούς. Η επιλογή αυτή δεν είναι τυχαία: πρόκειται για μια ώριμη και ευρέως διαδεδομένη μέθοδο παραγωγής, που καθιστά δυνατή την κλιμάκωση της κατασκευής κβαντικών επεξεργαστών με χαμηλότερο κόστος και με δυνατότητα μαζικής παραγωγής. Αντί οι κβαντικοί υπολογιστές να παραμένουν περιορισμένοι σε πειραματικά εργαστήρια, μπορούν πλέον να βρουν τον δρόμο τους σε πραγματικές εφαρμογές.

Το σύστημα της Quantum Motion δεν περιορίζεται μόνο στον κβαντικό επεξεργαστή (Quantum Processing Unit – QPU). Ενσωματώνει πλήρες περιβάλλον ελέγχου και διεπαφής, πλήρως συμβατό με πλατφόρμες όπως τα Qiskit και Cirq. Αυτό σημαίνει ότι ερευνητές και developers μπορούν να αξιοποιήσουν άμεσα τον υπολογιστή, χωρίς να χρειάζεται να ξαναγράψουν τα εργαλεία και τα frameworks που ήδη χρησιμοποιούν.

Η αρχιτεκτονική του έχει σχεδιαστεί και με γνώμονα την ενσωμάτωσή του σε data centers. Καταλαμβάνει τρία ράφια των 48 εκατοστών και περιλαμβάνει τόσο τον ψυκτικό θάλαμο αραίωσης – απαραίτητο για να διατηρούνται τα qubits κοντά στο απόλυτο μηδέν – όσο και τα ηλεκτρονικά ελέγχου. Έτσι, προσφέρει ένα πλήρες πακέτο που μπορεί να λειτουργήσει σε υποδομές έτοιμες να δεχτούν κβαντική τεχνολογία.

Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά είναι η αρθρωτότητα. Ο εξοπλισμός υποστήριξης είναι διαχωρισμένος από την «καρδιά» του συστήματος, επιτρέποντας μελλοντικές αναβαθμίσεις με μεγαλύτερους QPUs χωρίς να αλλάζει η συνολική διάταξη. Η λογική αυτή ανοίγει τον δρόμο για την ενσωμάτωση εκατομμυρίων qubits σε ένα μόνο τσιπ, κάτι που θεωρείται απαραίτητη προϋπόθεση για την επίτευξη του λεγόμενου «quantum advantage» σε μεγάλη κλίμακα.

Ο CEO της Quantum Motion, James Palles-Dimmock, χαρακτήρισε αυτή την καμπή ως το «silicon moment για την κβαντική πληροφορική», εξηγώντας ότι η δυνατότητα να φτιάχνονται κβαντικοί υπολογιστές με ήδη εδραιωμένες διαδικασίες παραγωγής επιτρέπει να μιλάμε πια σοβαρά για μαζική διάθεση. Από την πλευρά του, ο Michael Cuthbert, διευθυντής του NQCC, υπογράμμισε ότι η εγκατάσταση του συστήματος είναι θεμελιώδης για την αξιολόγηση διαφορετικών hardware πλατφορμών, ώστε να διαπιστωθεί ποιες είναι πιο κατάλληλες για πραγματικές εφαρμογές.

Ο κβαντικός επεξεργαστής που ανέπτυξε η Quantum Motion στηρίζεται σε αρχιτεκτονική «πλακιδίων», όπου συνδυάζονται υπολογισμός, ανάγνωση και έλεγχος. Αυτή η διάταξη επιτρέπει την επέκταση των δυνατοτήτων του συστήματος χωρίς να χρειάζεται ριζική ανασχεδίαση, διευκολύνοντας την κλιμάκωση σε μεγαλύτερες υπολογιστικές ισχύς.

Η εταιρεία τονίζει επίσης ότι ο υπολογιστής μπορεί ήδη να αξιοποιηθεί για εφαρμογές σχετικές με το quantum machine learning. Χάρη σε ένα σύστημα αυτόματης βαθμονόμησης και βελτιστοποίησης των qubits, οι ερευνητές μπορούν να πειραματιστούν σε πραγματικά σενάρια χρήσης.

Η Quantum Motion εκτιμά ότι η τεχνολογία αυτή μπορεί να φέρει χρήσιμους κβαντικούς υπολογιστές στην αγορά μέσα στην τρέχουσα δεκαετία.

[via]