Компания D-Wave без особого шума объявила начало продаж первой вычислительной системы с квантовым процессором.

Квантовые компьютеры, в отличие от «классических», оперируют не битами, а кубитами (кубит — единица квантовой информации, «квантовый бит»), в которых хранится не дискретное состояние «0» или «1», а их суперпозиция — наложение состояний, которые с классической точки зрения не могут быть реализованы одновременно. Физически сверхпроводящие кубиты — это петли из сплава ниобия. Магнитные поля манипулируют энергетическим состоянием кубитов. Их когорта находится в состоянии так называемой «квантовой суперпозиции», то есть она может одновременно вести поиск во множестве энергетических состояний, представляющих различные решения задачи.

Предлагаемая покупателям вычислительная система D-Wave One с процессором Rainier может оперировать 128 кубитами. Считается, что такого количества элементарных квантовых ячеек памяти, связанных друг с другом в единую систему, может оказаться достаточно для решения ряда практических задач, неподдающихся традиционным методам решения при приемлемых затратах времени. В качестве примеров производитель называет верификацию ПО, анализ финансовых рисков, распознавание образов, классификацию медицинских изображений и т.п.

Компания D-Wave при этом признает высокую сложность программирования задач для своего продукта, однако утверждает, что он может найти применение в ряде ресурсоемких задач, как правило, в сочетании с «классическими» вычислениями для решения специфических проблем.

Предполагается, что покупателями системы могут стать ведущие компании мира. Первый образец D-Wave еще летом прошлого года за 10 млн долларов купила корпорация Lockheed Martin — крупнейший в США производитель вооружений.

В квантовом процессоре Rainier используется кластер из 128 кубитов, которые выполняют квантовый отжиг, то есть квантовая система «ищет» энергетически наиболее выгодную конфигурацию посредством квантовых флуктуаций, которые обеспечиваются туннелированием через потенциальные барьеры.

Благодаря квантовому отжигу компьютер гораздо эффективнее решает задачи в области дискретной оптимизации (в том числе из комбинаторной оптимизации), для которых совершенно не приспособлены обычные компьютеры с бинарной логикой. Например, это задача коммивояжера, задача маршрутизации транспорта, задачи о покрытиях графов и так далее.

Специалисты, правда, до сих пор не уверены, что D-Wave можно называть настоящим квантовым компьютером, несмотря на демонстрацию когерентных квантовых эффектов. Дело в том, что в этом компьютере квантовая когерентность используется как некий вспомогательный фактор (для квантового отжига), наряду с обычными вычислениями. «Настоящий» же квантовый компьютер должен кардинально увеличить скорость вычислений за счёт операций непосредственно с кубитами.

С другой стороны, Lockheed Martin, в чьей компетенции сомневаться не приходится, потратила год на изучение вопроса и, наверное, знает, за что заплатила свои деньги.