D-Wave Two prvi resen komercialni kvantni računalnik?

Kanadsko podjetje D-Wave je v sodelovanju z Googlom in NASO letos predstavilo kvantni računalnik D-Wave Two. Po besedah proizvajalca gre za prvi resnično kvantni komercialni računalnik, ki utira pot kvantnemu računalništvu. Žal še danes ne vemo, ali je D-Wave Two resnično kvantni računalnik v ozkem pomenu besede, saj indici kažejo za in proti.

Kvantni računalniki se od klasičnih razlikujejo bolj, kakor se abak razlikuje od novega Pentiuma. Izračune opravljajo nad kubiti, kakor imenujemo kvantne bite, ki imajo posebno sposobnost, da so hkrati v superpoziciji stanj 0 in 1. Algoritmi se zato izvajajo nad vsemi možnimi kombinacijami hkrati, kar prinese eksponentni pospešek v primerjavi s klasičnimi računalniki. S primernim algoritmom lahko kvantni računalnik na primer poišče delitelje velikega števila (faktorizacija) v doglednem času, medtem ko klasični računalnik tega ne more niti v dosedanji starosti vesolja. Ker na nerešljivosti tega problema temelji dobršen del šifriranja, kvantni računalniki niso šala.

Problem je, da vsi algoritmi in zakonitosti kvantnih računalnikov na papirju delujejo izjemno, v praksi pa jih je težko realizirati. Kvantni računalniki morajo vzpostaviti kvantno prepletenost kubitov, kar je zelo težko, saj jo redno ruši kvantni šum in drugi pojavi, ki povzročijo dekoherenco stanja. Večina eksperimentalnih kvantnih računalnikov je zato še v laboratorijih na univerzah, kjer z njimi ne počno kaj bistveno več, kot pišejo aplikacije Hello World (če malo pretiravamo).

D-Wave Two je drugačna zverina, saj opravlja dejanske izračune. Toda zaradi svoje zasnove zbuja veliko pomislekov. Uporablja adiabatno kvantno računalništvo (AQC). Gre za pristop, ki ne omogoča izvedbe vseh kvantnih algoritmov, ampak samo nekatere. Prav tako ta pristop vsebuje bistveno večji šum in manj kvantne prepletenosti, zato so mnenja deljena, ali je D-Wave Two resnično kvantni računalnik ali ne.

Testi enega algoritma (Ramseyjevega izreka) kažejo, da ga je izvedel 3600-krat hitreje od klasičnega računalnika, kar kaže na kvantno naravo. A po drugi strani vemo tudi, da specializirana strojna oprema izvaja svoj algoritem bistveno hitreje od večnamenskega procesorja, pa zato še ni kvantna. Argumenti proti pa so visoka raven šuma, malo prepletenosti, nezmožnost izvedbe vseh kvantnih operacij.

Dodatno je špekulacije podžgal sam proizvajalec, saj so sprva zelo skrivali prototip in način delovanja. Sedaj so sicer napisali nekaj znanstvenih člankov o podrobnosti delovanja, a svoje članke imajo tudi nasprotniki. D-Wave trdi, da je Two kvantni računalnik s 512-kubiti. Kvantni računalnik s toliko kubiti lahko naslovi 2⁵¹² možnih stanj,kar je bistveno bistveno več kot je atomov v vesolju!

Na dokončno sodbo bomo morali še počakati, a dejstvo je, da je D-Wave Two računalnik, ki se vede kot kvantni računalnik. Ali z drugimi besedami: vsebuje elemente kvantnega računalništva.

 Za decembrsko številko pa pripravljamo obsežen članek o kvantnem računalništvu, teoretičnih osnovah, obetih in dosedanjih dosežkih.

http://www.insidescience.org/content/d-wave-computers-solution-raises-more-questions/1453