Pierwszy komputer kwantowy w Polsce – IQM Spark na Politechnice Wrocławskiej
Jednostka „IQM Spark” znajduje się w budynku Wrocławskiego Centrum Sieciowo-Superkomputerowego Politechniki Wrocławskiej. Nadano jej imię „Odra 5”.
Rektor uczelni prof. Arkadiusz Wójs podkreślił, że to pierwszy w Polsce i w tej części Europy Środkowo-Wschodniej komputer operujący w takiej technologii. „Oby po latach okazało się, że to jest start nowej ery, jeśli chodzi o rozwój informatyki” – mówił Wójs.
„Odra 5” – pięciokubitowa jednostka chłodzona do -273,14°C
„Odra 5” bazuje na technologii niskotemperaturowych, nadprzewodzących kubitów i pracuje w temperaturze 10 mK (milikelwinów), czyli minus 273,14 st. C.
Prof. Wojciech Bożejko, kierownik Katedry Systemów Sterowania i Mechatroniki Politechniki Wrocławskiej, w rozmowie z PAP powiedział, że procesor tego komputera utrzymywany jest w temperaturze niższej niż w kosmosie. „To jest naprawdę technologia kriogeniczna, bardzo wyrafinowana” – mówił naukowiec.
Różnice między komputerem klasycznym a kwantowym
Wyjaśnił, że różnica pomiędzy tradycyjnymi komputerami a kwantowymi polega na tym, że kwantowe operują na kubitach, czyli takich obiektach, które są równocześnie zerami i jedynkami w tym samym momencie.
„Wszystkie obliczenia wykonywane są na takich bytach, które nie decydują się, można powiedzieć, na bycie zerem ani jedynką aż do końca tych obliczeń. I to daje niesamowite możliwości, dlatego że w klasycznym komputerze po prostu jest stan niskiego albo wysokiego napięcia, czyli 0 albo 1, albo namagnesowania – to można różnie realizować. Natomiast to jest zawsze zdeterminowane, znaczy jest 0 lub 1. A tu (w komputerze kwantowym – PAP) jest równocześnie 0 i 1” – wyjaśniał.
Niewyobrażalna moc obliczeniowa – co daje 5 kubitów?
Dodał, że moc obliczeniowa komputera, który ma pięć kubitów jest dwa razy większa niż komputera, który ma cztery kubity.
„Wyobraźmy sobie, co się dzieje, jak komputer ma tysiąc kubitów; to są moce zupełnie niewyobrażalne. Jeżeli na przykład zastosujemy taki komputer do symulacji, to możliwości stają się wręcz nieograniczone” – mówił profesor.
Dodał, że za pomocą tysiąca kubitów komputer byłby w stanie wygenerować „znacznie więcej stanów niż jest wszystkiego we wszechświecie”. „To łamie umysł, że tak powiem. To są rzeczy wykraczające poza taki zdrowy rozsądek, że można mieć czegoś więcej, niż w ogóle jest wszystkich cząstek elementarnych we wszechświecie” – mówił.
Koszt inwestycji i przewaga nad konkurencją
Pięciokubitowy komputer kosztował 4 mln zł. Prof. Bożejko wskazał, że to niska cena, ponieważ – jak mówił – IBM sprzedaje komputery kwantowe nawet za 200 mln dolarów.
Na wrocławskiej uczelni komputer kwantowy będzie wykorzystywany do badania i rozwijania technologii związanych z programowaniem takich jednostek. „Wykorzystując ten komputer do badań i edukacji przygotowujemy się na pracę na większych komputerach kwantowych. Cała zabawa zaczyna się mniej więcej od 150 kubitów. To skala, w której jesteśmy w stanie wykazać tak zwaną supremację kwantową. To jest taki Święty Graal informatyki kwantowej: pokazać, że komputer kwantowy zrobił coś szybciej niż dowolna inna maszyna” – mówił naukowiec.
Dodał, że na Politechnice Wrocławskiej planowane jest utworzenie kierunku informatyka kwantowa, który będzie kształcił informatyków do pracy z technologiami kwantowymi. „Należy pamiętać, że współczesne kształcenie informatyków jest oparte w 100 proc. na klasycznych maszynach. I to – można nawet powiedzieć – jednoprocesorowych. To jest taka klasyczna informatyka, która od lat 70. zeszłego wieku w niewielkim stopniu się zmieniła” – mówił.
Prof. Bożejko wyjaśnił, że wejście w informatykę kwantową wymaga znacznie większego zakresu znajomości podstaw matematycznych. „To są operacje na macierzach, więcej algebry; elementy wyższej matematyki są niezbędne, żeby w ogóle zacząć rozumieć, jak to działa” – mówił podkreślając, że do programowanie komputerów kwantowych trzeba dopiero wykształcić specjalistów, ponieważ tych komputerów po prostu wcześniej nie było.
„To jest bardzo specyficzna wiedza i niełatwo dostępna” – dodał naukowiec.(PAP)
pdo/ bar/
