Канадская компания D-Wave Systems, занятая разработкой и созданием квантовых компьютеров, получила инвестиции в размере 30 млн долларов.

В группу инвесторов вошли основатель Amazon Джеффри Безос (Jeffrey Bezos) и американская компания In-Q-Tel, которая вкладывает средства в перспективные информационно-технические проекты и снабжает новейшим оборудованием ЦРУ и АНБ.

«Наши клиенты из разведслужб сталкиваются с проблемами, решить которые на компьютере с классической архитектурой очень сложно, — комментирует один из руководителей In-Q-Tel Роберт Эймс (Robert Ames). — Мы полагаем, что квантовые вычисления здесь могут пригодиться».

Стоит напомнить, что

«первый коммерческий квантовый компьютер» D-Wave One, изготовленный канадцами, был продан ещё прошлой весной за 10 млн долларов. Покупателем стал оружейный гигант Lockheed Martin, установивший приобретённую машину — чёрный кубический блок с криогенной системой, своими размерами напоминающий первые компьютеры, — в Университете Южной Калифорнии.

Американский производитель вооружений и авиакосмической техники решил задействовать D-Wave One в исследовательском проекте, нацеленном на создание эффективной автоматической системы поиска ошибок в специализированном ПО (ошибок такого рода, которые, скажем, затягивают испытания нового истребителя-бомбардировщика F-35).

Рис. 1. Две системы D-Wave One на этапе тестирования в лаборатории D-Wave Systems.

Процессор D-Wave One содержит 128 сверхпроводящих кубитов с контактами Джозефсона — соединениями сверхпроводников, разделённых тонким слоем диэлектрика, — типа Nb / AlOx / Nb. По сути, массив кубитов представляет собой искусственную систему спинов из модели Изинга с программируемыми спин-спиновыми взаимодействиями. Эта система позволяет решать задачи оптимизации, сводящиеся к поиску основного состояния для набора изинговских спинов по методу «квантового отжига» — нахождения глобального минимума некоей целевой функции посредством квантовых флуктуаций (туннелирования через потенциальные барьеры).

Возможности D-Wave One его разработчики совсем недавно демонстрировали на примере задачи об укладке белка. Суть её состоит в поиске наиболее стабильной упаковки протеина с определённой аминокислотной последовательностью. Мерой стабильности структуры называют свободную энергию, глобальный минимум которой компьютер и должен был найти.

Для проверки учёные подготовили элементарную последовательность из шести аминокислот, с которой 128-кубитовый процессор, охлаждаемый до 20 мК, успешно справлялся. В реальности квантовым компьютерам придётся решать гораздо более сложные проблемы, и специалисты D-Wave Systems, понимая это, пытаются повысить надёжность вычислений и выпускают более мощные модификации процессора.

Последняя, названная Vesuvius, объединяет уже 512 кубитов.

Рис. 2. Процессор Vesuvius.

Некоторые учёные, впрочем, продолжают критиковать деятельность канадской компании.

«Созданная ими установка очень интересна с инженерной точки зрения, — говорит профессор Массачусетского технологического института Скотт Ааронсон (says Scott Aaronson). — Однако серьёзных доказательств того, что D-Wave One решает задачи истинно квантовомеханическим способом и притом быстрее, чем его классические аналоги, я пока не видел. Да, раньше [то есть до мая 2011 года — момента публикации в Nature статьи об «отжиге» цепочки из восьми спинов, моделируемых сверхпроводящими кубитами] разрыв между рекламными заявлениями и научными результатами был более заметным, но он не ликвидирован и сейчас».

Все вопросы, по словам г-на Ааронсона, сняла бы одна публикация в рецензируемом журнале, где приводились бы явные свидетельства того, что процессор реализует ключевые квантовые эффекты (запутанность, суперпозиционные состояния), и прямые сравнения квантовых и классических вычислений.

Краткий рассказ об архитектуре D-Wave One и демонстрация постепенного усложнения процессора и увеличения количества кубитов: