IBM установит первый квантовый компьютер IBM Quantum System One для частного сектора в США. Он будет располагаться в главном кампусе Кливлендской клиники (Cleveland Clinic) в Огайо. Запуск квантового компьютера будет осуществлён в рамках 10-летнего партнёрства IBM и Cleveland Clinic по созданию совместного исследовательского центра с целью ускорения открытий в области здравоохранения и медико-биологических наук благодаря использованию высокопроизводительных вычислений в гибридном облаке, ИИ и квантовых вычислений.

Помимо локальной квантовой системы System One, Cleveland Clinic также будет иметь доступ через облако к компьютерному парку IBM, состоящему из более чем 20 квантовых систем. Новый центр Discovery Accelerator будет проводить исследования в области геномики, транскриптомики отдельных клеток, здоровья населения, клинических практик, а также разработки новых химических веществ и лекарств.

Квантовый компьютер System One был представлен компанией в 2019 году. Её самый мощный квантовый компьютер в настоящее время может содержать 65 кубитов. В этом году IBM планирует выпустить 127-кубитный процессор IBM Quantum Eagle. А к 2023 году она планирует представить свои первые квантовые системы на более чем 1000 кубитов, и Cleveland Clinic первой среди частных пользователей получит такую систему.

IBM представила план по ускорению повсеместного развёртывания квантовых вычислений за счёт внедрения более простых инструментов программирования в течение следующих пяти лет. Он является дополнением к плану разработки аппаратного обеспечения для квантовых вычислений, анонсированному компанией в сентябре прошлого года.

В настоящее время большинство современных квантовых компьютеров находятся только на пороге коммерциализации. Ряд компаний, включая IBM, Google, Honeywell, D-Wave Systems и Rigetti Computing, предлагают доступ к квантовым компьютерам по облачной модели. И уже несколько крупных компаний экспериментируют с использованием этих компьютеров для ускорения таких процессов, как оценка рисков финансовых портфелей или оптимизация маршрутов доставки. Целый ряд других компаний разрабатывает алгоритмы, основанные на квантовых вычислениях, некоторые из которых могут использоваться для повышения производительности и при работе на традиционных компьютерах.

Misha Friedman/Getty Images

Но программировать квантовые компьютеры непросто. В традиционном компьютере вся информация представлена в двоичном формате с использованием нулей и единиц. В квантовом компьютере информация используются кубитов, которые могут иметь значение 0 и 1 одновременно. В традиционном компьютере предполагается, что состояние каждого бита не зависит от всех остальных битов, а в квантовом статус кубитов взаимозависим. На традиционном компьютере вы получаете один и тот же ответ каждый раз, когда запускаете вычисления. В квантовом компьютере один и тот же расчёт должен выполняться сотни или даже тысячи раз с последующим анализом распределение вероятностей возможных ответов, причём наиболее вероятный ответ обычно является лучшим решением.

Более того в настоящее время квантовые компьютеры разных разработчиков формируют кубиты по-разному. Одни используют сверхпроводники, другие — фотоны, третьи построены на ловушках для ионов. И даже квантовые чипы одной и той же компании могут иметь разные свойства в зависимости от того, сколько кубитов содержит каждый процессор. IBM планирует в конечном итоге избавить программистов от необходимости учитывать всё это многообразие.

IBM Q

Компания уже выпустила набор инструментов для разработчиков под названием Qiskit. Он разработан, чтобы упростить программистам настройку схем на квантовом компьютере IBM с облачным доступом. Это также упрощает запуск и хранение этих программ. Новая же система предполагает использование традиционных серверов, находящихся рядом с квантовым компьютером в том же дата-центре, для обработки некоторых вычислений. Компания заявила, что выполнение всей программы в облаке с распределением нагрузки позволит сократить время, необходимое для выполнения некоторых вычислений, с нескольких месяцев до нескольких часов.

В следующем году IBM обещает предложить инструменты, которые упростят программистам создание программного обеспечения, включающего в себя как квантовые вычисления, так и традиционные вычислительные элементы в одной программе. Затем, начиная с 2023 года, IBM планирует предложить своим клиентам библиотеки предварительно созданных квантовых схем, а также системы для управления очень большими квантовыми компьютерами, которые она обещает сделать доступными к этом сроку — к 2023 году у IBM будет компьютер с 1000 кубитами, а сейчас она может предложить лишь 65-кубитные агрегаты.

Также в 2023 году компания начнёт предлагать предварительно созданные квантовые алгоритмы, которые программисты смогут использовать через простой облачный API-интерфейс. Это позволит разрабатывать программное обеспечение для квантового компьютера на языках программирования, которые уже известны разработчикам, без необходимости изучать новый язык. IBM заявила, что хочет, чтобы программисты, работающие в корпорациях, могли «самостоятельно исследовать модели квантовых вычислений, не задумываясь о квантовой физике».

К 2025 году, по словам IBM, она сможет предложить инструмены для квантовых вычислений, при использовании которых программистам больше не нужно будет думать о том, на каком именно квантовом компьютере будет работать код или даже какая часть программы будет выполняться на квантовой системе, а не на традиционном сервере.

Базирующаяся в Кембридже (Англия) и занимающаяся квантовым вычислениям компания Cambridge Quantum Computing (CQC) совместно с американской фирмой IBM запустила первый в мире облачный сервис квантовой генерации случайных чисел (Quantum Random Number Generation, QRNG) со встроенной верификацией для пользователей.

Сервисы квантовой генерации случайных чисел нельзя назвать новым решением, но до сих пор ими нельзя было воспользоваться в облачных средах, где к ним могли бы получить доступ исследователи и бизнес-разработчики. Первоначально бета-версия совместного сервиса будет доступна для участников сети IBM Q Network, впервые обеспечивая сертифицированную квантовую случайность.

«Приложение, разработанное CQC, генерирует истинную максимальную случайность или энтропию, реализованную на квантовом компьютере IBM, который может быть проверен и, таким образом, впервые сертифицирован как действительно квантовый — и, следовательно, действительно максимально случайный», — сообщил гендиректор CQC Ильяс Хан (Ilyas Khan). Сертифицированный сервис QRNG использует тест Белла на основе неравенств Мермина, предлагаемый через модуль qiskit_rng платформы Qiskit, который проверяет истинную квантовую природу основных процессов с помощью статистического анализа.

В сотрудничестве с IBM компания CQC достигла двух основных фаз развития квантовых вычислений: одна — в вычислительном плане, а другая — в плане коммерциализации квантовых вычислений, когда впервые с облачным доступом к приложению для квантовых компьютеров компания предоставляет услугу, которая имеет реальное практическое применение. CQC была частью группы стартапов-учредителей IBM Q Network, анонсированной в 2018 году. В январе 2020 года IBM стала инвестором CQC.

IBM и научно-исследовательское Общество имени Фраунгофера (Fraunhofer Gesellschaft) объявили о заключении соглашения о сотрудничестве в области квантовых вычислений с целью проведения исследований и экспериментов в Германии. В рамках сотрудничества будет создано новое сообщество для реализации отраслевых и прикладных стратегий квантовых вычислений.

Согласно условиям соглашения, коммерческий квантовый компьютер IBM Q System One будет установлен на одном из объектов американской корпорации в Германии.

Правительство Германии планирует инвестировать в проект 650 млн евро в течение двух лет, чтобы поддержать переход квантовых технологий из сферы фундаментальных исследований в сферу практического применения.

Теперь у IBM Q Network появится новый европейский центр квантовых вычислений. Центр будет сосредоточен на формировании в Германии сообщества учёных, исследователей, разработчиков, ИТ-специалистов и отраслевых экспертов.

С помощью квантовых вычислений, как ожидается, можно будет разобраться в сложных молекулярных и химических взаимодействиях, решить сложнейшие проблемы оптимизации и значительно повысить эффективность искусственного интеллекта.

* Внесена в перечень общественных объединений и религиозных организаций, в отношении которых судом принято вступившее в законную силу решение о ликвидации или запрете деятельности по основаниям, предусмотренным Федеральным законом от 25.07.2002 № 114-ФЗ «О противодействии экстремистской деятельности».