Google ontwikkelt eigen chips voor kwantumcomputing

Google heeft een groep wetenschappers van de Universiteit van Californië aan zijn Quantum Artificial Intelligence-team toegevoegd om zelf processors voor kwantumcomputing te ontwikkelen. Google experimenteerde tot nu toe met een kwantumcomputer van D-Wave.

De processors waar het team van de Universiteit van Californië in Santa Barbara aan werken, zijn gebaseerd op supergeleidende elektronica. De wetenschappers kwamen begin dit jaar nog in het nieuws met de ontwikkeling van een array van vijf supergeleidende qubits. "Met de integratie van een hardwaregroep in het Quantum AI-team, zijn we nu in staat nieuwe ontwerpen voor kwantumoptimalisatie die gebaseerd zijn op de laatste theoretische inzichten te testen", schrijft de onderzoeksafdeling van Google.

Daarnaast blijft het bedrijf experimenteren met de 'Vesuvius'-machine op basis van de architectuur van D-Wave. Deze kwantumcomputer deelt Google met NASA; het systeem krijgt volgens Google een upgrade met de 'Washington'-processor van 1000 qubits. Nog altijd is omstreden in hoeverre de systemen van D-Wave als kwantumcomputer te beschouwen zijn.

Google is geïnteresseerd in de ontwikkeling van een kwantumcomputer omdat deze dankzij de parallelle rekenkracht grote snelheidswinst op gebied van zoeken kan brengen, terwijl deze ook voor encryptie en decryptie in te zetten moeten zijn. De ontwikkeling van een volledig werkende kwantumcomputer kan echter nog jaren duren.

Reacties (38)

[almar]

dankzij de parallelle rekenkracht grote snelheidswinst op gebied van zoeken kan brengen

Dat klopt niet. Een Quantum processor doet (nog) helemaal niets parallel. Hij leest en manipuleert de staat van een aantal qubits. Dat hij theoretisch snel zeer complexe NP problemen op kan lossen klopt, maar niet parallel.

[Bart ®]

Een belangrijke eigenschap die de qubit onderscheidt van een klassieke bit is dat meerdere qubits kwantumverstrengeling kunnen vertonen. Verstrengeling is een niet-lokale eigenschap die het mogelijk maakt dat een verzameling qubits superposities van verschillende binaire tekenreeksen (01010 en 11111, bijvoorbeeld) tegelijkertijd uitdrukt. Verstrengeling is een noodzakelijk bestanddeel van elke kwantumberekening op een klassieke computer. Het gebruik van verstrengeling in kwantumcomputing wordt wel "quantum parallelism" genoemd en biedt een mogelijk verklaring voor de kracht van kwantumcomputers: aangezien een computer zich kan bevinden in een toestand die een kwantumsuperpositie is van veel verschillende klassieke computationele paden, kunnen deze paden alle tegelijkertijd worden bewandeld.

Dat zou ik toch wel parallel willen noemen.

Bron: http://nl.wikipedia.org/wiki/Qubit

[Xorgye]

Om in de termen van quantum computing te spreken: jullie beiden hebben gelijk

Maar zoals parallellisatie op een standaard computer uitgevoerd wordt zo wordt dit niet uitgevoerd in een quantum computer. Je hebt het dus over een andere vorm van parallellisatie.

Wat dan wel? Op een computer kan je met x verschillende dingen tegelijk bezig zijn. Een quantum computer pakt 1 probleem per keer en gaat er niet x tot de n-de stappen op uitvoeren, nee hij doet die stappen die normaal achter elkaar komen in 1x. Hij is parallel in het seriële om het maar zo te zeggen.
Een normale computer is serieel in het parallelle.

[MSalters]

Je verhaal raakt eerlijk gezegd kant noch wal.

Het in 1x uitvoeren van stappen die eerder gescheiden waren is niet uniek voor quantum computers, en heeft niets mer parellelisme te maken. het meest bekende voorbeeld is Fused Multiply and Add (FMAD), 1 instructie die 2 stappen uitvoert die normaal gesproken achter elkaar komen.

Een quantum computer heeft als fundamentele eigenschap dat het - net zoals SSE - een groot aantal inputs in parallel kan verwerken. Dat zijn dan wel inputs waarop je dezelfde bewerkingen uitvoert.Dit heet SIMD - Singel Instruction Multiple Data. Multi-threading is iets anders, dat is Multiple Instruction Multiple Data.

Het voordeel van quantum computers boven SSE is dat je veel, veel meer inputs tegelijk kunt verwerken dan mogelijk is met SSE. Het nadeel is dat je veel minder veschillende instructies tot je beschikking hebt, die ook nog eens vreemder zijn. Dat programmeren is niet eenvoudig.

[Xorgye]

Dank je voor deze uitleg, maar zeggen dat het kant nog wal raakt is niet eerlijk.
Ik sta achter het antwoord wat almar geeft maar begrijp de verwarring die Bart ervaart.

Uit Bart zijn antwoord lees ik tussen de regels door dat hij een aanname over parallellisatie doet alsof dit gelijk staat aan de al bekende parallellisatie die je kan bereiken met meerdere threads/processorkernen.

Naar mijn bescheiden mening zit in mijn uitleg de crux waarom het ene parallellisme het andere niet is. En ik probeer bewust geen moeilijke vaktermen te gebruiken.

Dus ja: een quantum computer doet niets nieuws. Maar specifieke situaties juist sneller door een andere aanpak.

[MSalters]

Tja, je leest Bart's antwoord verkeerd. Zijn claim is (terecht) dat data-parallel ook parallel is.

[360Degreez]

Of voor de mensen die het alleen met plaatjes en animaties snappen...

Link!

[jay123]

Ook al zijn ze hier 'nog jaren aan bezig', ik vindt 't wel goed dat men kijkt naar de toekomst. Dit kan mogelijks, moest het werken, een ware revolutie losketenen op gebied hoe we naar computers kijken en wat we ermee kunnen. (Medische toepassingen, encryptie, ...)

[keranoz]

Encryptie heb ik eigenlijk mijn twijfels over, als deze quantomprocessors heel snel kunnen decrypted komen er weer sterkere encryptiemothoden, en zo gaat het door. Totdat iedereen een quantomcomputer heeft en we qua encryptie op het zelfde punt zijn als nu. (Dat het jaren duurt)

[? ?]

Dat valt een beetje tegen denk ik.
Encryptie met publieke sleutels steunt vooral op het feit dat we geen methode hebben om een product te ontbinden in 2 priemgetallen. Behalve alles proberen is er geen wiskundige methode. Met een kwantum computer zouden zulke wiskundige problemen zeer snel opgelost kunnen worden.

Vooraleer quantum computers bij de consument belanden, zullen andere instanties er al over kunnen beschikken. In die tussenperiode zal encryptie niet meer veilig zijn. En zo is dit echt een serieus probleem, áls quantum computing werkelijkheid wordt.

Om maar wat te linken: http://blog.kaspersky.com...-and-the-end-of-security/

[ktf]

Gelukkig zijn er ook wiskundige problemen die zowel op een reguliere als op quantumcomputers veel tijd kost om te kraken. Daar wordt aan gewerkt: http://en.wikipedia.org/wiki/Post-quantum_cryptography

Zoals je ziet, een hele lijst aan mogelijkheden. Het zal even tijd kosten om er een goed uit te werken, maar onmogelijk is het vast niet.

edit @hieronder: probleem met quantumencryptie is dat zowel de verzender als ontvanger een quantumcomputer nodig heeft. Deze post-quantum cryptografie is zowel door normale als quantumcomputers te gebruiken, en door beide moeilijk te kraken. Belangrijk ter overbrugging

[Reactie gewijzigd door ktf op 27 juli 2024 01:19]

[Blazing-Studios]

Het voordeel aan quantumencryptie is dat het niet te kraken is.
In de zin van dat je de staat van verstrengelde deeltjes niet kan observeren zonder ze te veranderen.

Als er dus tussen verzender (Alice) en ontvanger (Bob) de NSA (Eve) naar je naaktselfies heeft gekeken zal je dat zien aangezien de staat veranderd is.

Dit is uiteraard een vrij summiere en versimpelde uitleg, hier kan meer informatie gevonden worden.

[coolmos]

Nou...het kan dus wel:

http://www.newscientist.c...hrodingers-cat-alive.html

[Kevinp]

Alles is te kraken waar de mens als input voor dient. Misschien niet de encryptie, maar als je iets van A naar B stuurt en bij B is het te bekijken kan je ook bv screendumps van B maken. Of de file die daar gedecrypt is stelen.

De encryptie van banken is zo ver ik weet ook nog niet gekraakt, maar door allerlei slimme methodes proberen en kunnen dieven toch geld van A naar C ipv B over laten maken.

De mens is en blijft de zwakste schakel. En zolang je zelf aan de bovenste kant van de zwakke schakels zit hoef je niet eens sterk te zijn, maar ben je niet interessant. Zeker niet als normale burger.

[Blazing-Studios]

Uit de link:
_{QKD describes the process of using quantum communication to establish a shared key between two parties (usually called Alice and Bob) without a third party (Eve) learning anything about that key, even if Eve can eavesdrop on all communication between Alice and Bob. This is achieved by Alice encoding the bits of the key as quantum data and sending them to Bob; if Eve tries to learn these bits, the messages will be disturbed and Alice and Bob will notic}

En ja, ik kan ook een van beide partijen ontvoeren en ze martelen tot ik de informatie krijg maar daar gaat het gaat hier over.

[hardwareaddict]

@randmr

Zonder op alle slakken zout te willen leggen.

Er zijn heel wat methodes om te factoriseren.

Zo is er zeer effectief (maar vreet veel geheugen) de elliptic curve method.

De huidige GEPUBLICEERDE methodes zijn echter niet polynomiaal. In de jaren 90 is er een bewijs gepend dat je dat met een quantumcomputer polynomiaal kunt doen.

Echter, dat is een ander soort quantumcomputer dan we hier over spreken. De quantumcomputer uit de jaren 90 is een stuk more capable en is een orde grootte sneller dan de IBM definitie wat neerkomt op een lichtcomputer nu.

[Iblies]

Ook al zijn ze hier 'nog jaren aan bezig', ik vindt 't wel goed dat men kijkt naar de toekomst. Dit kan mogelijks, moest het werken, een ware revolutie losketenen op gebied hoe we naar computers kijken en wat we ermee kunnen. (Medische toepassingen, encryptie, ...)

En toch ben ik huiverig als een groot bedrijf die niet echt in die technische hoek zit,
geld gaat besteden aan dergelijke projecten.

De kans dat ze het probleem oplossen is miniem,
de kans dat ze een probleem ivm met de techniek overwinnen en vervolgens patenteren, acht ik groter.

[Kai85]

misschien een domme vraag, maar de mensheid begrijpt de gehele quantumtheorie nog niet 100%. mochten er dan problemen optreden bij quantumPC's, zijn we dan nog wel in staat om ze op te lossen?

[sniek]

De mensheid hoeft het ook niet te begrijpen hoor. Als dat de maatstaf zou zijn zouden we nog met stenen op dieren jagen. Gewoon een aantal mensen plus ik die jou van support voorziet.

[Kai85]

dat kan ik heel goed begrijpen :-). Echter zijn er mensen die beweren dat niemand de gehele quantumtheorie begrijpt (zou één van de mysteries zijn), dan vraag ik me af of dat wel goed gaat komen

[? ?]

Waarom en hoe die dingen doen zoals ze doen weten we niet precies.
Net zoals we niet weten waarom de priemgetallen op hun plaatsen staan... Dat weten we dus niet. Maar daarvoor kan je prima rekenen met getallen toch?
Om met een kanon te schieten hoef je toch ook niet de samenstelling van het buskruit te kennen?

[Reactie gewijzigd door ? ? op 27 juli 2024 01:19]

[coolmos]

We weten ook niet hoe magneten precies werken, of wat de zwaartekracht is. En toch donder je uit de boom als je loslaat.

[MSalters]

Wat magneten zijn weet de wetenschap sinds Maxwell. Einstein's relativiteitstheorie verklaart de zwaartekracht. Het is best lastig rekenen, niet elk mens snapt het, maar "we" (de mensheid) weten precies hoe dat werkt.

[coolmos]

Nee, dat weten we niet. We kunnen er aan rekenen, maar we weten niet precies hoe het werkt.

Leg mij eens uit hoe magneten een dergelijke kracht op elkaar kunnen uitoefenen? Niet hoe sterk het is, maar wat er aan ten grondslag ligt?

Welk deeltje is verantwoordelijk voor de zwaartekracht? En hoe werkt dat dan precies?

[MSalters]

De grondslag van magneten? EM veld. Zelfs de meest simplistische benadering van het EM veld, met magentische veldlijnen verklaart de aantrekking al.

En voor zwaartekracht is het deeltje natuurlijk een graviton. Hoe het werkt, zie Einstein. Ik ga hier geen college relatitiveitstheorie in 10 rgeels proppen.

De claim "dat we niet weten hoe het werkt" is dom gelul, en mist elke wetenschappelijke onderbouwing.

[coolmos]

We hebben theorieen over hoe het werkt, ja.

Voor magnetisme heeft men het over virtuele fotonen die verantwoordelijk zijn voor de magnetische krachten. Dat is nog steeds een onbewezen hypothese.

Voor zover ik weet is het graviton nog niet gevonden. Het Higgs boson verklaart waarom deeltjes massa hebben, maar verklaart niet rechtstreeks waarom deeltjes die massa hebben een gravitatieveld hebben.

Maar goed, jij weet het blijkbaar. Succes ermee.

[MSalters]

Tja, als jij denkt dat de fotonen niet bewezen zijn, dan is alle natuurkunde voor jou niet bewezen. Geen gek concept, die realisatie is voor het eerst gemaakt door Plato ("de grot allegorie") . De conclusie die we 2500 jaar geleden al trokken is dat je de lat voor het waarnemen de werkelijkheid onmogelijk hoog kunt leggen, en dat je daarmee niets opschiet. Jouw hele bestaan is net zo onbewezen als die fotonen.

Het graviton is niet geisoleerd. Dus? Het bijbehorende veld is perfect waarneembaar, en dat veld verklaart de zwaartekracht. (Als de dualiteit tussen velden en deeltjes je ontgaat, dan kan ik daar verder weinig aan doen)

[MSalters]

De quantumtheorie is zo goed als een eeuw oud, en volledig begrepen. Moderne natuurkunde is nog bezig met wat "kleine" probleempjes, zoals het wegen van een Higgs deeltje (technisch lastig) en het integreren van quantumtheorie en de relativiteitstheorie. Het probleem met die twee theorieën is dat ze op verschillende schalen werken - nanometers en lichtjaren. Een quantumcomputer is gebouwd op nanometer schaal, en het gebrek aan integratie met de zwaartekracht is dus geen probleem.

_{En ja, ik ben me bewust van de ironie van de "kleine" probleempjes}

[cdwave]

Er zijn ook maar een handjevol mensen die begrijpen hoe alles in jouw mobieltje werkt, en waarschijnlijk hoor jij als eigenaar van 't ding niet bij die groep.

Gelukkig hoef je niet alles over het onderwerp te weten om er nuttig mee bezig te zijn. Om een kalender app te maken hoef je niet te weten wat een I2C bus is.

Ook een theorie hoef je niet te begrijpen om hem toe te kunnen passen. En als je een deel begrijpt, kun je je daarmee bezig houden.

[majetta]

Als het zo doorgaat dan wordt Transcendence heel snel een realiteit. kom maar op

[ToxicR9]

elke film is gebasseerd op het echte leven.alles ismogelijk alleen het geld is er niet.
maar wat kun je met kwantum?in de tijd reizen?nee? wat moeten we er dan mee

[360Degreez]

Ik de computer van de toekomst met een snelle "traditionele" CPU/GPU op 'n paar nanometer aangevuld met een quantumCPU voor specifieke taken zoals physics/Ai/Lichtberekeningen in games of 3D software. Eigenlijk zoals je "vroeger" de Nvidia Physix addon kaart had.

Hopelijk mag ik het nog meemaken dat we near-reality spelomgevingen krijgen :-)

[cdwave]

Ik denk dat we eerst nog wat alledaagsere componenten als een FPGA gaan aantreffen als "co-processor". FPGA/CPU combo's zijn al als system-on-chip te koop, zoals de Zynq.

[Verwijderd]

Leuk, krijgen we straks een pc met een processor, gpu, AI (zie eerder artikel) en Qpu.

[hardwareaddict]

Deze quantumcomputer is wel eventjes iets anders dan de definitie van quantumcomputer in de jaren 90.

Die uit de jaren 90 is veel sneller dan de huidige "IBM definitie" waarbij 't gaat om lichtcomputers.