D-Wave kondigt kwantumcomputer aan met dubbel zoveel qubits als voorganger

Het Canadese bedrijf D-Wave heeft zijn volgende kwantumcomputer gepresenteerd. De 2000Q heeft, zoals de naam doet vermoeden, tweeduizend qubits aan boord. Dat is twee keer zoveel als zijn voorganger. Het bedrijf heeft ook al een klant die de computer heeft gekocht.

De computer meet ongeveer 3x3x2 meter, zo blijkt uit de whitepaper die D-Wave online heeft gezet. Het grootste gedeelte van de ruimte wordt in beslag genomen door servers en subsystemen, want de chip met 2048 qubits heeft de grootte van een duimnagel, zegt het bedrijf. Bovendien is stevige koeling nodig. Om te functioneren, moeten de qubits gekoeld worden tot net boven het absolute nulpunt van ongeveer -273 graden Celsius. Dat gebeurt in de van de buitenlucht geïsoleerde behuizing.

Ondanks die koeling beweert D-Wave dat de kwantumcomputer minder energie verbruikt dan vergelijkbare supercomputers. Volgens de fabrikant vraagt de 2000Q tot 25kW aan energie. Er is ook al een bedrijf dat de vijftien miljoen dollar kostende kwantumcomputer heeft aangeschaft. Het gaat om Temporal Defense Systems, een bedrijf dat zich specialiseert in beveiliging. Dat gaat de kwantumcomputer gebruiken om 'de volgende generatie cybersecurity' mogelijk te maken, al zeggen beide bedrijven niet precies waaruit die bestaat.

Er komt ook een abonnementsdienst, waarmee bedrijven berekeningen kunnen uitvoeren op een 2000Q. D-Wave mikt erop om elke twee jaar een computer met de dubbele hoeveelheid qubits uit te brengen. Het vorige model, de D-Wave 2x, kwam uit in 2015 en beschikt over iets meer dan duizend qubits. De computers van het Canadese bedrijf maken gebruik van een techniek die bekendstaat als quantum annealing, waardoor deze niet als volledige kwantumcomputers kunnen worden bestempeld. Uit een onderzoek van NASA en Google zou blijken dat de techniek alsnog honderd miljoen keer sneller is dan een reguliere computer als het gaat om het oplossen van optimalisatieproblemen.

Reacties (55)

[MazeWing]

Heeft iemand een vergelijking qua snelheid met de huidige computers? Ik weet dat er ooit een dag komt dat quantum-computers ongelofelijk veel sneller zijn dan de huidige computers, echter vraag ik me af waar we op dit moment staan.

[.oisyn]

Het gaat hier vooral om algoritmische complexiteit. Er zijn klassen van algoritmen die met een conventionele computer non-polynomiaal zijn (maar bijvoorbeeld exponentieel of factoriaal), maar met een kwantumcomputer in polynomiale tijd zijn op te lossen. Let op dat dit puur wat zegt over hoe de oplossing schaalt bij grotere datasets, het zegt op zich nog niets over de tijd die het kost om de oplossing te vinden. Het staat natuurlijk buiten kijf dat een polynomiale oplossing uiteindelijk een exponentiele oplossing inhaalt als de dataset groot genoeg is, maar dan moet er wel genoeg qubits zijn om een dergelijk grote dataset te kunnen representeren.

Een simpel voorbeeld: zoeken in een ongesorteerde database. Dat kan op een conventionele computer in lineaire tijd, oftewel O(n): simpelweg alle items langs lopen. Op een kwantumcomputer kan dat met Grover's search in de wortel van het aantal elementen, oftewel O(√n).
Echter, een klassieke computer kan zo snel zijn dat hij per stap maar een microseconde nodig heeft, terwijl de kwantumcomputer daar een seconde over doet. Met een dataset van 1000 elementen zou het op de conventionele computer een milliseconde duren, terwijl de kwantumcomputer er 31s over doet.
Het omslagpunt komt pas bij 10¹² elementen, en daar zijn minstens 40 qubits voor nodig.

Of het dus echt sneller is, hangt af van je dataset. In de whitepaper van deze machine van D-Wave staan geen getallen, maar in die van de D2 met 512 qubits had men het over een speedup van 23.000x. Maar dan moet je wel al die qubits gebruiken, en bovendien moet je dat soort stats altijd een beetje met een korrel zout nemen (zo vergelijken ze vaak met een vergelijkbaar algoritme op een conventionele computer, terwijl er wellicht snellere conventionele algoritmes bestaan die hetzelfde probleem oplossen)

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 23 juli 2024 15:09]

[Laurent]

Het is ook belangrijk om te realiseren dat dit gebruik maakt van annealing. De klassieke logische operatoren worden dus niet vervangen met qubit-equivalenten, waardoor bepaalde berekeningen die eenvoudig in logische gates zijn uit te drukken niet zo direct uit te voeren zijn. Wat er effectief gedaan moet worden is het bouwen van een energie-functie die past bij een begin en eind-oplossing naar wens (varianten van een Ising Hamiltonian). De daadwerkelijke adiabatische verandering naar de eindtoestand gaat al wel steeds sneller.

Het omzetten van je probleem naar het Ising equivalent kan ook NP moeilijk zijn...

[Reactie gewijzigd door Laurent op 23 juli 2024 15:09]

[SpiceWorm]

Kan zo'n quantumcomputer ook voor veel snellere / complexere neurale netwerken zorgen?

[.oisyn]

Ik weet dat simulated annealing wel gebruikt kan worden om neurale netwerken te trainen, dus dat zou betekenen dat zelfs deze D-Wave kwantumcomputer dat kan doen.

[Laurent]

De machines van D-Wave hebben al geholpen in het verbeteren van de Neurale netwerken bij Google voor herkenningssoftware (classifiers). Het vinden van betere classifiers en die vervolgens toepassen in de praktijk is een voorbeeld waar D-Wave ook mee adverteert.

[Reactie gewijzigd door Laurent op 23 juli 2024 15:09]

[mzziol]

Een simpel voorbeeld: zoeken in een ongesorteerde database.

Ter verduidelijking: het gaat hier niet zozeer over "gewone" databases, maar over een abstracte set van elementen. Bijvoorbeeld: alle binaire strings die ik kan representeren met n bits. Je noemt hier niet expliciet alle items in de database, maar geeft eerder een omschrijving (die je programmeert in het quantumcircuit).

Correct .oisyn?

[.oisyn]

Correct, dataset had misschien duidelijker geweest . Overigens dat ook niet eens, het zou bijvoorbeeld ook een wiskundige functie kunnen zijn die je wilt omkeren. In Grover's algoritme spreekt men van een "orakel", een black box functie die bij een gegeven input zegt of dat goed of fout is.

[DannyvDalen]

https://nl.hardware.info/...ntumcomputing-de-toekomst

Misschien is dit wel interessant voor u om te lezen.

[Stoffie22]

100 miljoen keer zo snel?
Bron:
https://tweakers.net/nieu...-als-gewone-computer.html

[.oisyn]

Dat is een beetje een flauw statement. Ze vergelijken daar een specifiek algoritme dat op beide geïmplementeerd kan worden, niet per se het snelste algoritme dat beschikbaar is om het betreffende probleem op te lossen.

MIT Technology Review merkt daarbij op dat de conventionele computer die de code draaide een vergelijkbaar algoritme moest gebruiken als door de D-Wave werd gebruikt. Er is echter een alternatief algoritme bekend voor conventionele computers, waarmee deze veel sneller en misschien zelfs sneller dan de D-Wave zouden zijn bij dit specifieke probleem, aldus MIT Technology Review.

[beerse]

Met 2000 bits in een kast van 3x3x2 meter denk ik aan de computers uit 1950 of zo iets. Ook die computers werkten met de lichtsnelheid. De eerste apparaten die in Nederland als computer werden aangeduid waren analoog. Ik herinner mij een verhaal van een analoog systeem dat het stroomgebied van de grote rivieren in Nederland na bootste. Daarmee konden de waterstanden snel berekend worden.

[marteo]

Een qubit is niet vergelijkbaar met een bit. Bekijk dit eens.

https://www.youtube.com/watch?v=g_IaVepNDT4

[beerse]

Een analoge computer is ook niet te vergelijken met de huidige binaire computers. Mijn vergelijk was vooral de maat van de kast en de voortgang van de techniek.

Overigens een mooi filmpje wat nog steeds net zo vaag is als Schrödingers kat: Levend en dood tot je de doos open doet. Vergelijk dat met een mobieltje dat met het scherm naar beneden op de grond valt: Dat is heel en kapot totdat je het oppakt.

[svennd]

Ze zijn/worden niet veel sneller, ze doen berekeningen gewoon compleet anders.

[Verwijderd]

Als ik het goed begrijp zijn ze in een beperkt aantal gevallen extreem veel sneller dan normale PC's, maar dus ook echt alleen bij hele specifieke workloads. Ik denk dus dat je ze niet direct kan vergelijken.

[Kapotlood]

Kun je dalijk de halve straat voorzien van 4K gaming op maximale kwaliteit met één "Qbit chip met de grootte van een duimnagel". Doet me toch een beetje uitermate hard grijnzen

[SilentDecode]

No.. It doesn't work that way xD

[Kapotlood]

Weet ik, maar hoop doet leven

[Verwijderd]

Behalve dan dat iedereen in de straat tegelijkertijd de meeste kills heeft gemaakt, en de minste, en in alle beschikbare maps.
Ik vraag me af hoeveel mensen dat een fijn spel gaan vinden.

[CAPSLOCK2000]

Heeft iemand een vergelijking qua snelheid met de huidige computers? Ik weet dat er ooit een dag komt dat quantum-computers ongelofelijk veel sneller zijn dan de huidige computers, echter vraag ik me af waar we op dit moment staan.

Nee, dat kun je zo niet stellen. Het gaat om een heel andere techniek. Het is alsof je zwemmen met wandelen vergelijkt. Als je door het water moet is zwemmen sneller, als je over het land moet is wandelen sneller. We kunnen nu alleen nog wandelen. Als je aan de andere kant van de rivier moet zijn dan moet je nu nog omlopen tot je een brug vindt, als je pech hebt is dat honderden kilometers verder. Als je kan zwemmen dan kun je veel sneller rivieren oversteken. Als er geen rivieren zijn om over te steken heb je er niks aan dat je kan zwemmen.

[Muncher]

Universiteit van Nederland heeft recentelijk een college uitgezonden over quantum computers en beveiliging. Hierin word ook de werking en het verschil met huidige computers uitgelegd (kijk vooral naar entanglement en superpositie).

http://www.universiteitva...mijn-wachtwoorden-kraken/

[nickko]

Hier nog meer informatie over hoogleraar cryptologie Tanja Lange die een onderzoekscontorium leidt: http://pqcrypto.eu.org/partners.html
Om data tegen de Quantum computers te beveiligen

Ook een linkje naar slides met wat verdere uitleg over mogelijk theorieën die dit kunnen oplossen.
http://pqcrypto.eu.org/slides/20160908.pdf

[Aikon]

Het staat mij bij dat het nog onzeker was of een quantumcomputer al echt bestaat, m.a.w. of dit wel echt een quantumcomputer is. Is daar al consensus over inmiddels?

[Verwijderd]

Bovenaan de meeste threads op tweakers staat een soort van artikel met daarin soms wel wat interessante informatie.

De computers van het Canadese bedrijf maken gebruik van een techniek die bekendstaat als quantum annealing, waardoor deze niet als volledige quantumcomputers kunnen worden bestempeld.

[Aikon]

Dank je, overheen gelezen. Handig dat datzelfde artikel dan wel een kop krijgt met daarin de aankondiging v/e quantumcomputer.

En in het algemeen dan, bestaat de echter quantumcomputer al?

[Butsnik]

Ja die bestaat, hier in het lab in delft. Volgens mij heeft degene met de meeste bits nu 7 qbits. Echt algoritmes kan je er allen nog niet op doen. Ze zijn vooral bezig om het systeem stabieler te krijgen.

[Rexus]

Volgens mij hangt dat van de observeerder af

[svennd]

Zien we die foto's over 50 jaar terug, als iedere "pc" dan een quantum device in de CPU heeft zitten ?

[torp]

Tegen die tijd zit dat in je stappenteller.

[ultimasnake]

Het is grappig dat je het zegt maar het eerste waar ik aan dacht toen de afmetingen werden genoemd is de vergelijking die we tegenwoordig maken tussen een Raspberry Pi en een computer van vroeger die een vrachtwagen kon vullen

[Butsnik]

Nu nog onwaarschijnlijk aangezien conventionele computers hier waarschijnlijk toch nog efficiënter in zullen zijn. Maarja je weet natuurlijk nooit helemaal zeker of er nog mooie Quantum algoritmes bedacht worden die dit soort dingen wel kunnen.

[batjes]

Gewoon simpele berekeningen uitermate complex maken?

Ik zie het eerder als een soort GPU erbij komen als derde belangrijke processing unit.

[Hetisweergezell]

Kan iemand mij vertellen of er al echte toepassingen zijn voor quantum-computers? En geven deze computers ondertussen al betrouwbare resultaten? Want bij het uitlezen kan de waarde van een q-bit toch ook al veranderen? Of verkeren ze nog steeds in een experimentele fase?

[Netrunner]

Voor nu, voornamelijk de wetenschap. Medicijn wetenschap.

[Butsnik]

Echte Quantum Computers zitten nog in de volle experimentele fase. Een van de grote problemen is de betrouwbaarheid van het signaal, omdat niet als bij een normale bit je alleen een 1 en een nul heb en een fout een bit flip zou zijn, maar je waarde nu ook langzaam af kan gleiden naar iets er tussen. Als dit wel constant blijft maakt het verder niet uit voor het uitmeten dat je signaal ertussen in zit want dat kan je ook gewoon meten(beetje wazig verhaal geworden dit... Bij interesse kan ik het thuis mischien wat uitweiden).

Overigens worden Quantum technieken wel al in de cryptografie gebruikt, zie ook Quantum key distribution (qkd) waar al een aantal bedrijfjes mee bezig zijn.

[BenVenNL]

Ooit gaat dit dezelfde hoeveelheid indruk maken op ons als nu een 166Mhz Pertium 1 zal doen.

[jeroentje710]

Voor zover ik het begrijp neemt de rekenkracht van kwantum computers exponentieel toe met het wanneer het aantal qubits wordt vergroot. Werkt dat bij deze vorm van kwantum computing ook of geld dit alleen bij "echte" kwantum computers?

Wanneer dat bij deze vorm ook werkt dan is de rekenkracht van deze computer namelijk extreem groot?
Of zie ik hier iets over het hoofd?

[Despotes98]

Quantumcomputing is zeker in de nabije toekomst niet geschikt voor zaken anders dan beveiliging en het kraken daarvan. https://nl.hardware.info/...ntumcomputing-de-toekomst. Afgelopen zondag heeft hardware.info een uitgebreide review/preview gepubliceerd over quantumcomputing. Dit nieuwsbericht wordt toch een stuk makkelijker om te begrijpen wanneer je dat andere artikel eerst hebt gelezen.

[Knud]

Voor de mensen die meer willen weten over het concept "quantum computers", hier nog aantal aardig duidelijke video's:
Kurzgesagt
Veritasium (6 video's)

[Mastermind]

Ik zie in de eerste video dat ze met een "quantum gate" de spin van een quantumverstrengelde elektron kunnen beinvloeden zodat deze vanuit superpositie in een meer waarschijnlijke polarisatie ineenstort.
Vanaf 4:37 https://youtu.be/JhHMJCUmq28?t=277

Als dat echt zo is, dan zou je theoretisch een matrix van quantumverstrengelde elektronen kunnen hebben die pixels representeren. Via een interface converteer je negatieve polarisatie naar een zwarte pixel en positieve naar een witte pixel. Op die manier zou je instantaan beeld kunnen versturen.

Stel de matrix in gebouw A in New York is verstrengeld met de matrix in gebouw B in Amsterdam. In matrix A wordt de spin van e elektronen (die pixels representeren) zo beinvloed dat er "hello world" staat. In Amsterdam zal deze tekst direct in beeld verschijnen.

[Reactie gewijzigd door Mastermind op 23 juli 2024 15:09]

[Verwijderd]

De D-WAVE is geen algemene kwantum computer maar meer vergelijkbaar met de analoge computers uit de jaren 40, voor het oplossen van specifieke rekenkundige problemen.

Je kan met de D-WAVE geen Shor's algoritme draaien om bijvoorbeeld RSA te kraken. Evenmin kan je er Grover's algoritme op draaien om bijvoorbeeld AES-128 mee te kraken.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 23 juli 2024 15:09]