D-Wave – компания коммерческих вычислений, основанная Гейгом Фаррисом, Джорди Роузом, Бобом Винсом и Александром Загоскиным. Фаррис преподавал бизнес-курс в Университете Британской Колумбии (UBC), где Роуз получил степень доктора философии, а Загоскин был докторантом. Название компании происходит от их первых квантовых битов (кубитов), которые использовали сверхпроводники типа «d-wave». Далее на ivancouver.
Сотрудничество D-Wave с университетами и компаниями
D-Wave действовала как ответвление от UBC, сохраняя при этом связи с Департаментом физики и астрономии. Компания финансировала академические исследования квантовых вычислений, создавая таким способом сеть сотрудничества ученых-исследователей. Кроме того, сотрудничала с несколькими университетами и учреждениями, в частности с UBC, IPHT Jena, университетами Шербрука, Торонто, Твенте, Чалмерса, Эрлангена и Лабораторией реактивного движения. Эти партнерства были перечислены на веб-сайте D-Wave в 2005 году. В июне 2014 D-Wave анонсировала новую экосистему квантовых приложений вместе с финансовой компанией 1QB Information Technologies (1QBit) и группой исследования рака DNA-SEQ, чтобы сосредоточиться на решении проблем реального мира с помощью квантового оборудования.
Компьютер, работающий на 128-кубитном чипсете
11 мая 2011 года D-Wave Systems анонсировала D-Wave One – первый в мире коммерчески доступный квантовый компьютер, работающий на 128-кубитном чипсете с использованием квантового отжига (общий метод поиска глобального минимума функции с помощью процесса, использующего квантовые модификации). Если коротко, то такой компьютер был нужен для решения задач оптимизации. D-Wave One создали на основе ранних прототипов, таких как квантовый компьютер Orion. Прототипом являлся 16-кубитный процессор квантового отжига, продемонстрированный 13 февраля 2007 года в Музее истории компьютеров в Маунтин-Вью. 12 ноября 2007 г. компания D-Wave продемонстрировала, как они утверждали, 28-кубитный процессор квантового отжига. Чип был изготовлен в Лаборатории микроустройств NASA Jet Propulsion Laboratory в Пасадене.
20 августа 2015 года D-Wave Systems объявила об общей доступности системы D-Wave 2X, квантового компьютера на 1000 куб. 28 сентября 2015 года сказали, что он был установлен в лаборатории квантового искусственного интеллекта в исследовательском центре NASA Ames. В январе 2017 года D-Wave выпустила D-Wave 2000Q и репозиторий с открытым исходным кодом с программными инструментами для квантовых отжигов. В целом он содержит Qbsolv, являющееся программным обеспечением с открытым исходным кодом, решающим проблемы квадратичной неограниченной бинарной оптимизации как на квантовых процессорах компании, так и на классических аппаратных архитектурах. Дополнительные системы были выпущены в 2020 году.
Сотрудники D-Wave работали в разных местах в Ванкувере, прежде чем переехать к нынешнему месторасположению в соседнем пригороде Бернаби. Компания также имеет офисы в Пало-Альто и Вене.
Анонс первой продажи квантового компьютера
В 2011 году в компании D-Wave Systems объявили о первой продаже коммерческого квантового компьютера международной охранной фирме Lockheed Martin (Бетесда).
Однако, возможно, это и нормально для квантового устройства, неопределенность относительно того, как работает поражающий черный монолит под названием D-Wave One, до сих пор остается. Компьютерные ученые уже давно подвергают сомнению, действительно ли системы D-Wave используют квантовую физику. И хотя компания в том же году опубликовала статью в журнале Nature, чтобы подтвердить свои квантовые возможности, некоторые все еще сомневаются в использованном методе. Квантовые компьютеры могут революционизировать способ решения проблем, которые являются непосильными даже для лучших классических компьютеров, хранящих и обрабатывающих данные в виде «битов» – по сути, набора переключателей, которые могут быть в состоянии «включено» или «отключен».
Да, сила квантовых битов в том, что они могут быть одновременно и включенными, и выключенными. Если достаточное количество кубитов соединить с помощью квантовой запутанности, компьютер должен с легкостью выполнять множество вычислений параллельно с потрясающей скоростью. Но квантовые компьютеры невероятно сложно создавать: большинство научно-исследовательских групп испытывают трудности с запутыванием более нескольких кубитов. Поэтому заявления D-Wave о создании работоспособного процессора со 128 кубитами – в сочетании с предыдущей неохотой компании публиковать детали своего метода в рецензируемых журналах – уже давно вызывают удивление. Об этом рассказал Скотт Ааронсон, компьютерный ученый Массачусетского технологического института в Кембридже. Однако это не остановило Lockheed Martin. Менеджер по коммуникациям Тад Мэдден отметил, что компания потратила год на изучение компьютера D-Wave One, прежде чем его приобрести. Хотя D-Wave не раскрывал детали о конкретных способах использования своего устройства, Lockheed Martin планировал применять одну технологию для создания «киберфизических систем» (совмещают программное обеспечение с сенсорами, взаимодействующими с окружающей средой).
Почему D-Wave не доверяли? Мнения соучредителя, скептиков и ученых по поводу статьи о квантовых возможностях
Соучредитель D-Wave Джорди Роуз заявил, что продажа их устройства свидетельствует о том, что квантовые вычисления наконец-то начинают оправдывать долговременные ожидания. Однако Скотт Ааронсон считает, что для убеждения сообщества компьютерных наук этого недостаточно. Он отметил, что тот факт, что ведущая компания купила эту систему, не означает, что она действительно работает. Недоверие D-Wave берет свое начало еще с 2007 года, когда компания продемонстрировала 16-кубитный компьютер, способный решать головоломки судоку. Тогда многие учёные предположили, что устройство работает на основе классической физики, а не квантовых эффектов. Как уже отмечалось, на тот момент D-Wave не представила никаких публикаций, опровергающих эти предположения.
Однако статья D-Wave в журнале Nature представила доказательства квантового поведения в системе из восьми кубитов, изготовленных из сверхпроводящих ниобиевых петель. По словам Роуза, магнитные поля изменяют энергетическое состояние кубитов, пока система не найдет параметры задачи. Благодаря квантовой суперпозиции система может одновременно рассматривать несколько возможных решений. После охлаждения система переходит к самому низкому энергетическому состоянию, которое и представляет конечный ответ. Этот подход известен как квантовый отжиг. В D-Wave One используется 16 таких восьмикубитовых ячеек.
Скептики считают, что система может работать благодаря тепловым колебаниям, а не квантовым эффектам, направляющим кубиты через разные энергетические состояния. Однако статья D-Wave показывает, что их устройство работает при температуре ниже 45 милликельвинов – пределы, по которым классические эффекты становятся незначительными. Это подтверждает, что работа системы базируется на квантовых явлениях.
Ааронсон признает, что статья является прогрессом, но считает его незначительным. Он говорит, что демонстрация квантового эффекта в восьми кубитах – это лишь небольшой шаг к тому, чтобы доказать, что их 128-кубитный чип способен выполнять реальные вычислительные задачи быстрее, чем классические компьютеры. Кроме того, по его мнению, D-Wave пока не продемонстрировала запутанность кубитов – ключевое свойство, которое большинство физиков считают необходимым для квантовых вычислений.