Nieuws By division - Hardwarejunkies 2021

Quantum computing op een chip

Gepubliceerd: 12-07-2021 - 16:29 Door division (Redacteur)



De ontwikkeling wordt vergeleken met de desktop computing systeemrevolutie van de jaren 1960.

In een moment van triomf dat wordt geprezen als gelijkwaardig aan de overgang van silicium technologie op kamerschaal naar machines op bureau formaat, is quantum computing nu chipschaal geworden ten opzichte van de apparaten op kamer schaal die je misschien zelfs in sciencefiction hebt gezien.

De ontwikkeling is geleid door het werk van de in Cambridge gevestigde quantumspecialist Riverlane met het in New York en Londen gevestigde digitale quantum bedrijf Seeqc; ze zijn de eersten die een quantum computing chip hebben geïmplementeerd met een geïntegreerd besturingssysteem voor workflow en qubitbeheer (qubits zijn vergelijkbaar met de transistors van klassieke computing, maar kunnen onderling koppelen, delen onmiddellijk informatie via kwantum toestanden en kunnen ook zowel een 0 als een 1 vertegenwoordigen). De laatste keer dat we dit niveau van miniaturisatie op een computertechnologie bereikten, begonnen we de computer revolutie. Nu staan ook de verwachtingen voor een kwantumrevolutie op tafel en zal de wereld zich moeten aanpassen aan de nieuwe realiteit.




De nieuwe chip luidt schaalbare quantumcomputing, waar bedrijven hopen het ontwerp te schalen door het oppervlak en het aantal qubits te vergroten. Het doel is om qubits tot miljoenen te brengen een verre schreeuw van hun huidige inzet van maximaal (relatief klein, maar nog steeds opmerkelijk complex) 76-qubit-systeem dat China in staat stelde om kwantum overheersing te claimen. Er zijn natuurlijk andere manieren om te schalen dan het aantal qubits te verhogen bijv de implementatie van meerdere chips in één op zichzelf staand systeem of via meerdere, onderling verbonden systemen zou gemakkelijkere paden naar kwantumcoherentie moeten bieden. En aan die kant is een quantum OS van het grootste belang. Ga deltaflow.OS in.

Deltaflow.OS is een hardware en platform agnostisch besturingssysteem (denk aan Linux, dat alles bevolkt, van smartphones, IoT tot supercomputers), wat betekent dat het kan dienen als het controle mechanisme voor verschillende quantum implementatie technologieën die momenteel over de hele wereld worden nagestreefd. En zelfs als meerdere onafhankelijke bedrijven (zoals Google, Microsoft en IBM, om er maar een paar te noemen) de heilige graal van kwantumoverheersing nastreven, is Deltaflow.OS van Riverlane een open-source, Github-beschikbaar besturingssysteem - het neemt de open benadering voor marktpenetratie. En dit is logisch, aangezien de meer dan 50 quantumcomputers die al over de hele wereld zijn gebouwd allemaal werken op onafhankelijk ontwikkelde software, het is nog steeds zo'n ontluikend veld dat er geen normen zijn met betrekking tot de implementatie- en besturingssystemen. Een eenvoudig te implementeren, quantum hardware-agnostisch besturingssysteem zal ongetwijfeld de ontwikkeling versnellen van applicaties die profiteren van de sterke punten van quantum computing - wat bij het 76 qubit-systeem van China al mogelijk is om bepaalde workloads enkele miljoenen keren sneller te kraken dan de snelste klassieke, Turing-achtige supercomputer ooit zou kunnen bereiken.


Om dit te bereiken heeft Riverlane effectief een gelaagde Digital Quantum Managament (DQM) SoC (System-On-Chip) gecreëerd die klassieke computer mogelijkheden koppelt aan kwantummechanica. De diagrammen van het bedrijf laten zien wat het een SFQ (Single Flux Quantum) co-processor noemt als basislaag van het ontwerp, waardoor het besturingssysteem kan worden blootgesteld aan ontwikkelaars met een relatief vertrouwde interface voor interactie met de qubits. Dit biedt de mogelijkheid om "digitale qubit-controle-, uitlezings- en klassieke gegevensverwerkingsfuncties uit te voeren en een platform te zijn voor foutcorrectie." Er zijn tal van voordelen te halen uit deze aanpak, aangezien de middelen van de SFQ "(...) proximally co-located en geïntegreerd met qubit chips in een cryo-gekoelde omgeving om de complexiteit van input/output verbindingen drastisch te verminderen en de voordelen van snelle, nauwkeurige, geluidsarme digitale controle en uitlezing en energie-efficiënte klassieke co-processing te maximaliseren." In wezen zijn sommige principes van klassiek computer gebruik nog steeds van toepassing, in die plaats dat hoe dichter de verwerkings onderdelen zijn, hoe performanter ze zijn. Hierdoor kan het besturingssysteem worden uitgevoerd en wordt het gelaagd naast een actief qubit-blad dat de berekeningen daadwerkelijk uitvoert.




Quantum computing is al lang de heilige graal in de ontwikkeling van nieuwe verwerkingstechnologieën; de complexiteit van deze inspanning kan echter niet worden onderschat. De fysica voor quantumcomputing wordt in wezen geschreven terwijl we gaan – en hoewel dat in zekere zin waar is voor veel technologische en innovatie-inspanningen, gebeurt het nergens zo veel als hier. Er zijn meerdere vragen met betrekking tot quantum computing en de relatie met klassiek computer gebruik. Dankzij de inspanningen van Riverlane en Seeqc kan het quantumcomputing-ecosysteem nu "hun naalden uitlijnen" en gezamenlijk problemen oplossen voor de implementatie en werking van quantumcomputing-on-a-chip-oplossingen.


Bron: Tom's Hardware



(0) Reacties:

Scroll to Top