Śledzony od lat temat akumulatorów, grafenu i nanorurek węglowych nauczył mnie jednego – wielkie obietnice często nie tyle nie mają pokrycia, ile rozbijają się o najprostsze kwestie. Dlatego coraz większą uwagę w przypadku komputerów kwantowych zwracam nie na samą liczbę kubitów, ale na nudniejsze z pozoru pytania. W skrócie? Ile taka maszyna zużywa energii? Czy wymaga kriogenicznej infrastruktury? Czy da się ją serwisować bez rytuału godnego obsługi reaktora atomowego? Właśnie z tej perspektywy najnowszy chiński Hanyuan-2 wydaje mi się ciekawy, bo zaskakuje nie tylko liczbą 200 kubitów, ale też kierunkiem, w którym Chińczycy próbują pchnąć cały segment.
Komputer kwantowy Hanyuan-2 ma dwa rdzenie i 200 atomów rubidu
Hanyuan-2 został zaprezentowany przez CAS Cold Atom Technology z Wuhan. Ma to być pierwszy na świecie dwurdzeniowy komputer kwantowy, który jest oparty na neutralnych atomach. Mowa o dwóch niezależnych układach po 100 atomów (jednym z rubidu-85 i drugim z rubidu-87), co łącznie daje 200 kubitów. Oba “rdzenie” mogą pracować równolegle albo w układzie, w którym jeden wspiera drugi przy stabilizacji kubitów logicznych i korekcji błędów. Nie można jednak mylić, że tego typu komputer jest dwurdzeniowy w tym samym sensie, co procesor centralny (CPU) typowego komputera czy smartfona.
Czytaj też: Tak wygląda walka z niewidzialnym przeciwnikiem. Wykazali, że powietrze potrafi uderzyć jak ściana
W CPU dwa rdzenie to sprawa na wskroś intuicyjna. Można rozdzielić je na wątki i tyle. W kwantach sprawa jest dużo bardziej skomplikowana, bo liczy się w nich nie tylko liczba kubitów, ale również ich jakość, możliwość wykonywania bramek, połączenia między nimi, czasy koherencji oraz błędy. Innymi słowy, dwa zestawy po 100 kubitów nie muszą automatycznie oznaczać tego samego, co jeden doskonale zintegrowany układ 200-kubitowy, ale mimo tego sam pomysł jest interesujący.
Jeśli bowiem jeden układ może wykonywać część pracy, a drugi pełnić funkcję pomocniczą dla korekcji błędów albo tworzenia stabilniejszych kubitów logicznych, to dostrzegam tutaj kierunek, który bardzo pasuje do całej dzisiejszej branży kwantowej. Problemem nie jest już bowiem wyłącznie “mieć dużo kubitów”. Problemem jest “mieć kubity, które da się kontrolować wystarczająco długo i dokładnie”. Po co? Ano po to, żeby były użyteczne, bo inaczej obliczenia nie będą miały większej wartości.
Sekret neutralnych atomów w komputerach kwantowych
Drugim ciekawym wątkiem jest technologia neutralnych atomów. W takim podejściu kubitami są pojedyncze atomy utrzymywane i kontrolowane przy pomocy laserów, a nie na przykład nadprzewodzące obwody wymagające pracy w temperaturach bliskich zeru absolutnemu. Hanyuan-2 ma dzięki temu korzystać z niewielkiego systemu chłodzenia laserowego, mieć formę zintegrowanej szafy i zużywać mniej niż 7 kW mocy, co w świecie zaawansowanej infrastruktury obliczeniowej jest wręcz zaskakująco niską wartością.
Mówimy bowiem o poborze porównywalnym z mocno obciążoną domową płytą indukcyjną albo kilkoma mocnymi komputerami roboczymi, a nie o całym technologicznym zapleczu z wielostopniowym chłodzeniem kriogenicznym. Podobny problem widać przy miniaturowych komputerach kwantowych projektowanych pod zwykłą infrastrukturę serwerową, gdzie obietnica nie polega na natychmiastowym zdetronizowaniu klasycznych superkomputerów, lecz na zdjęciu z technologii kwantowej części infrastrukturalnego ciężaru.
Czytaj też: Jak tu nie uwielbiać Słońca? Teraz stało się niszczarką do plastiku i źródłem paliwa przyszłości
Jednocześnie jednak musimy mieć z tyłu głowy, że neutralne atomy nie są wyłącznie chińską ścieżką. QuEra, Pasqal, Atom Computing i kilka innych firm od lat rozwijają bardzo podobny kierunek. Gdyby tego było mało, Chińczycy nie pochwalili się zestawem informacji, które pozwoliliby światu ocenić klasę takiego sprzętu. 200 kubitów może więc brzmieć wyjątkowo efektownie, ale w obliczeniach kwantowych liczba kubitów bez jakości i kontekstu bywa myląca. Przerabialiśmy to już przy wielu zapowiedziach. Firma IBM potrafiła pokazać układ Condor z 1121 kubitami, a jednocześnie w długofalowej strategii większe znaczenie przypisywała przypisywano mniejszym, ale lepiej kontrolowanym konstrukcjom, bo błędy są tu bezlitosne. Podobny paradoks dobrze widać przy porównaniu układów Condor i Heron, gdzie sama liczba kubitów nie rozwiązuje zasadniczego problemu niezawodności.
Chińczycy nie zaczynają od zera. Hanyuan-1 już znalazł klientów
Co ciekawe, podwaliny pod ten nowy komputer kwantowy położył wcześniej Hanyuan-1, a więc 100-kubitowy system oparty na neutralnych atomach, który miał wejść w etap komercyjny i zebrać zamówienia warte ponad 40 mln juanów, czyli około 20 mln zł zarówno na rynku rodzimym, jak i pakistańskim. Jednak to nadal nie oznacza, że komputery kwantowe masowo wchodzą do przemysłu. Zamówienia na tego typu sprzęt bardzo często mają charakter badawczy, strategiczny albo prestiżowy. Firma, instytut lub państwowy operator kupuje dostęp do kompetencji, personelu, ekosystemu i know-how, a nie gotowe pudełko, które za rok zastąpi klasyczne serwery. Mimo to komercjalizacja Hanyuan-1 zmienia kontekst Hanyuan-2, bo wygląda na to że Chińczycy nie pokazują jedynie laboratoryjnej ciekawostki.
Czytaj też: Nowy język projektowania elektroniki jutra? Naukowcy zbudowali istny molekularny warsztat
Tutaj właśnie Chiny zaczynają wyglądać groźniej. Nie dlatego, że jeden sprzęt nagle kończy globalny wyścig, ale dlatego, że coraz częściej pokazują całe łańcuchy, bo laboratorium, firmę, lokalny ekosystem, klientów, zamówienia i narrację o uniezależnieniu technologicznym. Podobny ciężar strategiczny widać było przy japońskim komputerze kwantowym zbudowanym z rodzimych komponentów, gdzie sama maszyna była tylko częścią większej opowieści o kontroli nad kluczowymi technologiami. Jeśli więc Hanyuan-2 rzeczywiście działa tak, jak opisują chińskie źródła, to jego największą wartością może być właśnie obniżanie bariery praktycznego użycia. Komputer kwantowy zużywający mniej niż 7 kW i niewymagający rozbudowanej kriogeniki zaczyna bardziej przypominać urządzenie, które da się rzeczywiście gdzieś wdrożyć.
Źródła: The Quantum Insider, Global Times
