IBM запустила собственный облачный сервис вычислений на основе пятибитного квантового компьютера, бесплатный для исследователей. Об этом сообщает издание VentubeBeat.
Этому устройству не хватит мощности, чтобы взламывать криптографические системы с открытым ключом, но если планы IBM осуществятся, то появление более сложных квантовых компьютеров не за горами.
Квантовый компьютер, к которому IBM открыла доступ, содержит пять кубитов: четыре служат для работы с данными, а пятый — для коррекции ошибок во время вычислений. Коррекция ошибок — главное нововведение, которым гордятся его разработчики. Она упростит увеличение количества кубитов в будущем.
В IBM подчёркивают, что её квантовый компьютер является универсальным и способен исполнять любые квантовые алгоритмы. Это отличает его от адиабатических квантовых компьютеров, которые разрабатывает компания D-Wave. Адиабатические квантовые компьютеры предназначены для поиска оптимального решения функций и не подходят для других целей.
Считается, что универсальные квантовые компьютеры позволят решать некоторые задачи, которые не под силу обычным компьютерам. Наиболее известный пример такой задачи — разложение чисел на простые множители. Обычному компьютеру, даже очень быстрому, понадобятся сотни лет, чтобы отыскать простые множители большого числа. Квантовый компьютер найдёт их при помощи алгоритма Шора почти так же быстро, как происходит умножение целых чисел.
Невозможность быстрого разложения чисел на простые множители — это основа криптографических систем с открытым ключом. Если эту операцию научатся выполнять с той скоростью, которую обещают квантовые алгоритмы, то о большей части современной криптографии придётся забыть.
На квантовом компьютере IBM можно запустить алгоритм Шора, но пока кубитов не станет больше, пользы от этого мало. В течение следующих десяти лет ситуация изменится. К 2025 году в IBM планируют построить квантовый компьютер, содержащий от пятидесяти до ста кубитов. По мнению специалистов, уже при пятидесяти кубитах квантовые компьютеры смогут решать некоторые практические задачи.
Квантовый компьютер устроен сложно и выглядит соответствующе. IBM показала устройство лаборатории в 360-градусном видео.
Классический пятибитный компьютер может оперировать числами, записанными при помощи пяти битов — например, 11001: они ограничены 32 значениями, и в каждый момент времени расчёты можно производить только по одному из них. Квантовый компьютер из пяти кубитов обрабатывает сразу 32 возможных значения, что даёт прирост (так называемый квантовый скачок) за счёт параллелизма вычислений.
Для примера IBM продемонстрировали работу алгоритма Гроувера — простого перебора значений. Если в обычной жизни для поиска нужной карты в колоде из четырёх карт нам потребовалось бы от одной до четырёх попыток, то квантовый пятибитный компьютер делает это за одну попытку.
По словам представителей IBM, среди преимуществ квантовых компьютеров перед обычными — более высокая эффективность обработки информации в базах данных. За счёт схожести квантовых компьютеров с устройством обычного мира они смогут помогать в изучении сложных биоматерий вроде белков и ДНК, ускорят алгоритмы машинного обучения, обработки больших объёмов данных, а также улучшат механизмы шифрования (равно как и позволят эффективнее их взламывать).
Для экспериментов с пятикубитовым квантовым компьютером IBM нужно пройти регистрацию на его сайте http://www.research.ibm.com/quantum/
