ΙΒΜ και Google στο όραμα του «κβαντικού νέφους»

Παρόλο που μέχρι σήμερα δεν έχει δημιουργηθεί κβαντικός υπολογιστής με πρακτική αξία, η Google διαβεβαιώνει ότι βρίσκεται στα πρόθυρα ενός «ιστορικού ορόσημου», ενώ η ΙΒΜ ανακοινώνει ότι θα λανσάρει εντός του έτους μια πειραματική κβαντική υπηρεσία μέσω του Διαδικτύου.

H ΙΒΜ προανήγγειλε την Δευτέρα την υπηρεσία IBM Q, μέσω της οποίας ερευνητές και μεγάλες επιχειρήσεις θα μπορούν να αναπτύσσουν αλγόριθμους επεξεργασίας δεδομένων σε έναν πειραματικό κβαντικό υπολογιστή στη Νέα Υόρκη, στον οποίο θα έχουν πρόσβαση μέσω του cloud.

Το σύστημα απέχει μακράν από το να μπορεί να συναγωνιστεί τους κλασικούς υπολογιστές, ωστόσο η εταιρεία ελπίζει ότι η πειραματική υπηρεσία της θα ενθαρρύνει την ανάπτυξη κβαντικών αλγορίθμων και θα επιταχύνει την υιοθέτηση των κβαντικών συστημάτων από τη βιομηχανία.

Λίγες μέρες νωρίτερα, στα τέλη της περασμένης εβδομάδας, ερευνητές της Google παρουσίαζαν το όραμά τους για την «κβαντική υπεροχή» στο περιοδικό Nature, προαναγγέλλοντας μια αντίστοιχη πειραματική υπηρεσία νέφους. «Το πεδίο των κβαντικών υπολογιστών θα φτάσει σύντομα ένα ιστορικό ορόσημο» γράφουν, υποσχόμενοι ότι τα κβαντικά συστήματα θα ξεπεράσουν σύντομα τους κλασικούς υπολογιστές, τουλάχιστον σε ορισμένες εφαρμογές.

Οι κβαντικοί υπολογιστές αξιοποιούν ιδιότητες της υποατομικής φυσικής που κυριολεκτικά αψηφούν τη λογική του καθημερινού κόσμου. Τα σημερινά τσιπ αποθηκεύουν τα δεδομένα σε τρανζίστορ, καθένα από τα οποία αποθηκεύει ένα bit πληροφορίας, που μπορεί να παίρνει τις τιμές «0» ή «1». Στα κβαντικά συστήματα, η αντίστοιχη μονάδα πληροφορίας είναι το qubit, το οποίο παραδόξως μπορεί να βρίσκεται στις καταστάσεις «0» και «1» ταυτόχρονα. Στην βάση αυτής της λογικής βρίσκεται το κβαντικό φαινόμενο της υπέρθεσης, στο οποίο ένα υποατομικό σωματίδιο μπορεί να βρίσκεται σε πολλές καταστάσεις ταυτόχρονα, μέχρι να μπει κάποιος στον κόπο να το μετρήσει.

Το γεγονός ότι κάθε qubit μπορεί να παίρνει δύο τιμές ταυτόχρονα σημαίνει ότι οι κβαντικοί υπολογιστές θα ήταν, θεωρητικά τουλάχιστον, απείρως ταχύτεροι από τα κλασικά συστήματα στην επίλυση συγκεκριμένων προβλημάτων, όπως το σπάσιμο κρυπτογραφικών κλειδιών.

Στην πράξη, όμως, για την επίλυση πρακτικών προβλημάτων ένας κβαντικός υπολογιστής μπορεί να περιλαμβάνει τουλάχιστον 50 qubit. Σήμερα, ο μέγιστος αριθμός που έχει επιτευχθεί είναι 20 qubit, τα οποία μόλις που αρκούν για απλούς υπολογισμούς.

Επιπλέον, στα εργαστήρια δοκιμάζονται σήμερα δύο διαφορετικές τεχνολογίες qubit: η Google χρησιμοποιεί ιόντα που διατηρούνται μετέωρα στο κενό με ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία· η IBM ποντάρει σε μικροσκοπικά υπεραγώγιμα κυκλώματα που διατηρούνται παγωμένα κοντά στο απόλυτο μηδέν.

Μέχρι στιγμής, πάντως, η IBM δεν έχει διευκρινίσει πόσα qubit θα διαθέτει η νέα υπηρεσία νέφους, ούτε πόσο θα χρεώνεται η χρήση της.

Φαίνεται ωστόσο σίγουρο ότι το IBM Q θα προσελκύσει ενδιαφέρον, δεδομένου ότι η προηγούμενη υπηρεσία Quantum Experience είχε 40.000 χρήστες από 100 και πλέον χώρες.

Η IBM και η Google έχουν πάντως και ανταγωνισμό: η Microsoft για παράδειγμα προσέλαβε πρόσφατα αρκετούς έγκριτους ερευνητές για την ανάπτυξη της δικής της κβαντικής μηχανής. Στην Κίνα, ο διαδικτυακός γίγαντας Alibaba συνεργάζεται με την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών για τη δημιουργία εργαστηρίου κβαντικών υπολογιστών, ενώ διάφορες εταιρείες και οργανισμοί πειραματίζονται με έναν κβαντικό υπολογιστή περιορισμένων δυνατοτήτων που αναπτύχθηκε από την καναδική D-Wave.

Βαγγέλης Πρατικάκης

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ