D-Wave – компанія комерційних обчислень, що заснована Гейгом Фаррісом, Джорді Роузом, Бобом Вінсом і Олександром Загоскіним. Фарріс викладав бізнес-курс в Університеті Британської Колумбії (UBC), де Роуз здобув ступінь доктора філософії, а Загоскін був докторантом. Назва компанії походить від їхніх перших квантових бітів (кубітів), які використовували надпровідники типу «d-wave». Далі на ivancouver.
Співпраця D-Wave з університетами та компаніями
D-Wave діяла як відгалуження від UBC, зберігаючи при цьому зв’язки з Департаментом фізики та астрономії. Компанія фінансувала академічні дослідження квантових обчислень, створюючи таким способом мережу співпраці вчених-дослідників. Крім цього, співпрацювала з кількома університетами та установами, зокрема з UBC, IPHT Jena, університетами Шербрука, Торонто, Твенте, Чалмерса, Ерлангена та Лабораторією реактивного руху. Ці партнерства були перелічені на вебсайті D-Wave у 2005 році. У червні 2014 року D-Wave анонсувала нову екосистему квантових додатків разом із фінансовою компанією 1QB Information Technologies (1QBit) і групою дослідження раку DNA-SEQ, щоб зосередитися на розв’язуванні проблем реального світу за допомогою квантового обладнання.
Комп’ютер, що працює на 128-кубітному чипсеті
11 травня 2011 року D-Wave Systems анонсувала D-Wave One – перший у світі комерційно доступний квантовий комп’ютер, що працює на 128-кубітному чипсеті з використанням квантового відпалу (загальний метод пошуку глобального мінімуму функції за допомогою процесу, що використовує квантові модифікації). Якщо коротко, то такий комп’ютер був потрібен для розв’язування задач оптимізації. D-Wave One створили на основі ранніх прототипів, як-от квантовий комп’ютер Orion. Прототипом був 16-кубітний процесор квантового відпалу, продемонстрований 13 лютого 2007 року в Музеї історії комп’ютерів у Маунтін-В’ю. 12 листопада 2007 року компанія D-Wave продемонструвала, як вони стверджували, 28-кубітний процесор квантового відпалу. Чип був виготовлений у Лабораторії мікропристроїв NASA Jet Propulsion Laboratory у Пасадені.
20 серпня 2015 року D-Wave Systems оголосила про загальну доступність системи D-Wave 2X, квантового комп’ютера на 1000 кубітів. 28 вересня 2015 року сказали, що його було встановлено в лабораторії квантового штучного інтелекту в дослідницькому центрі NASA Ames. У січні 2017 року D-Wave випустила D-Wave 2000Q і репозиторій із відкритим вихідним кодом, що має програмні інструменти для квантових віджигів. Загалом він містить Qbsolv, яке є програмним забезпеченням з відкритим вихідним кодом, що розв’язує проблеми квадратичної необмеженої бінарної оптимізації як на квантових процесорах компанії, так і на класичних апаратних архітектурах. Додаткові системи були випущені у 2020 році.
Співробітники D-Wave працювали в різних місцях у Ванкувері, перш ніж переїхати до нинішнього місця розташування в сусідньому передмісті Бернабі. Компанія також має офіси в Пало-Альто і Відні.
Анонс першого продажу квантового комп’ютера
У 2011 році в компанії D-Wave Systems оголосили про перший продаж комерційного квантового комп’ютера міжнародній охоронній фірмі Lockheed Martin (Бетесда).
Проте, можливо, це й нормально для квантового пристрою, невизначеність щодо того, як саме працює дивовижний чорний моноліт під назвою D-Wave One, досі залишається. Комп’ютерні науковці вже давно ставлять під сумнів, чи дійсно системи D-Wave використовують квантову фізику. І хоча компанія того ж року опублікувала статтю в журналі Nature, щоб підтвердити свої квантові можливості, деякі все ще сумніваються у методі, який був використаний. Квантові комп’ютери можуть революціонізувати спосіб розв’язання проблем, які є непосильними навіть для найкращих класичних комп’ютерів, які зберігають і обробляють дані у вигляді «бітів» – по суті, набору перемикачів, які можуть бути у стані «ввімкнено» або «вимкнено».
Так, сила квантових бітів в тому, що вони можуть бути одночасно і ввімкненими, і вимкненими. Якщо достатню кількість кубітів з’єднати за допомогою квантової заплутаності, комп’ютер повинен з легкістю виконувати безліч обчислень паралельно з приголомшливою швидкістю. Але квантові комп’ютери неймовірно складно створювати: більшість науково-дослідних груп мають труднощі із заплутуванням більше ніж кількох кубітів. Тому заяви D-Wave про створення працездатного процесора зі 128 кубітами – у поєднанні з попередньою неохотою компанії публікувати деталі свого методу у рецензованих журналах – вже давно викликають здивування. Про це розповів Скотт Ааронсон, комп’ютерний науковець з Массачусетського технологічного інституту у Кембриджі. Однак це не зупинило Lockheed Martin. Менеджер з комунікацій Тад Медден зазначив, що компанія витратила рік на вивчення комп’ютера D-Wave One, перш ніж його придбати. Хоча D-Wave не розкривав деталей про конкретні способи використання свого пристрою, Lockheed Martin планував застосовувати одну технологію для створення «кіберфізичних систем» (поєднують програмне забезпечення з сенсорами, що взаємодіють із навколишнім середовищем).
Чому D-Wave не довіряли? Думки співзасновника, скептиків та науковців щодо статті про квантові можливості
Співзасновник D-Wave Джорді Роуз заявив, що продаж їхнього пристрою свідчить про те, що квантові обчислення нарешті починають виправдовувати довготривалі очікування. Однак Скотт Ааронсон вважає, що для переконання спільноти комп’ютерних наук цього недостатньо. Він зазначив, що той факт, що провідна компанія купила цю систему, не означає, що вона дійсно працює. Недовіра до D-Wave бере свій початок ще з 2007 року, коли компанія продемонструвала 16-кубітний комп’ютер, здатний вирішувати головоломки судоку. Тоді багато вчених припустили, що пристрій працює на основі класичної фізики, а не квантових ефектів. Як уже зазначалося, на той момент D-Wave не представила жодних публікацій, які б спростували ці припущення.
Однак стаття D-Wave у журналі Nature представила докази квантової поведінки в системі з восьми кубітів, виготовлених із надпровідних ніобієвих петель. За словами Роуза, магнітні поля змінюють енергетичний стан кубітів, доки система не знайде параметри задачі. Завдяки квантовій суперпозиції система може одночасно розглядати кілька можливих рішень. Після охолодження система переходить до найнижчого енергетичного стану, який і представляє кінцеву відповідь. Цей підхід відомий як квантовий відпал. У D-Wave One використовується 16 таких восьмикубітових комірок.
Скептики вважають, що система може працювати завдяки тепловим коливанням, а не квантовим ефектам, які спрямовують кубіти через різні енергетичні стани. Однак стаття D-Wave показує, що їхній пристрій працює при температурі нижче 45 мілікельвінів – межі, за якою класичні ефекти стають незначними. Це підтверджує, що робота системи базується на квантових явищах.
Ааронсон визнає, що стаття є прогресом, але вважає його незначним. Він каже, що демонстрація квантового ефекту у восьми кубітах – це лише невеликий крок до того, щоб довести, що їхній 128-кубітний чип здатний виконувати реальні обчислювальні задачі швидше за класичні комп’ютери. Крім того, на його думку, D-Wave поки не продемонструвала заплутаність кубітів – ключову властивість, яку більшість фізиків вважають необхідною для квантових обчислень.