Intel esitteli 49 qubitin kvanttiprosessoria

[Kaotik]

Intel on esitellyt CES 2018 -messuilla 49 suprajohtavan qubitin kvanttiprosessoria. Tangle Lake -koodinimellä tunnettua prosessoria voidaan pitää yhtiölle merkittävänä edistyaskeleena, sillä edellisen 17 qubitin prosessorin esittelystä on ehtinyt vierähtää vasta kaksi kuukautta.

Perinteisten suprajohtavien kvanttiprosessorien ohella Intel kehittää parhaillaan Spin-qubitteihin perustuvia kvanttiprosessoreita. Yhtiön tiedotteen mukaan se on onnistunut kehittämään perinteisiä transistoreja muistuttaville Spin-qubiteille toimivan valmistusprosessin standardeilla 300 mm:n piikiekoilla.

Lähde: Intel

 

[adder]

300 mm tekniikka? Kuinkas isoista laitteista näissä on käytännössä kyse?

 

[Kaotik]

300 mm tekniikka? Kuinkas isoista laitteista näissä on käytännössä kyse?

Taisi tulla ns. ajatuspieru tuossa itselle, se ei siis viittaa viivanleveyteen vaan piikiekon kokoon. Korjataas.

 

[svk]

Mikähän lie kulutus. Suprajohde kun ei vastusta yhtään, niin ei muodostu lämpöäkään samalla tavalla kuin useimmissa johtimissa

 

[Kaotik]

Mikähän lie kulutus. Suprajohde kun ei vastusta yhtään, niin ei muodostu lämpöäkään samalla tavalla kuin useimmissa johtimissa

Liekö sillä itse kvanttiprosessorin kulutuksella niin väliä, jäähdytys on sitten ihan toinen juttu kun nuo suprajohtavat kvanttivehkeet vaatii sen 0,02 kelvinin eli -273,13 celsiusasteen lämpötilan. Absoluuttinen nollapiste on -273,15 celsiusastetta.

 

[Stringer]

Liekö sillä itse kvanttiprosessorin kulutuksella niin väliä, jäähdytys on sitten ihan toinen juttu kun nuo suprajohtavat kvanttivehkeet vaatii sen 0,02 kelvinin eli -273,13 celsiusasteen lämpötilan. Absoluuttinen nollapiste on -273,15 celsiusastetta.

On olemassa myös vähän lämpimämmässä toimivia suprajohteita, mutta sitä en sitten tiedä ovatko nämä niitä sellaisia. High-temperature superconductivity - Wikipedia

 

[Kaotik]

On olemassa myös vähän lämpimämmässä toimivia suprajohteita, mutta sitä en sitten tiedä ovatko nämä niitä sellaisia. High-temperature superconductivity - Wikipedia

Eivät ole sellaisia.

 

[Sinfo]

Kvantti tietokoneiden ongelmana on, että lämpötila muuttaa bittien tiloja satunnaisesti, jonka seurauksena laskut menevät pieleen. Ongelman ratkaisuksi lämpötila lasketaan mahdollisimman alhaiseksi, jolla maksimoidaan oikein menneiden laskutoimitusten osuus.

 

[ANTI_L]

Ei tuo itse siru vie juuri mitään virtaa, mutta tuollainen kryostaatti, jossa noita siruja pidetään viileässä vie sen 9-12kW ja se on vielä melko vähän ottaen huomioon, että kaikki tuohon siruun liitettävä elektroniikka ja muut tarvittavat laitteistot vie myös virtaa melko paljon. (aktiivinen jäähdytys tuolle 9-12kW:n lämpökuormalle, sekä kaikki tietokoneet ja muu elektroniikka, joilla noita kubittien tiloja tulkitaan).

Home

Ylläoleva yritys valmistaa Helsingissä tuollaisia kryostaatteja ja jos esimerkiksi io-techin toimituksella on kiinnostusta tehdä joku juttu liittyen kvanttitietokoneiden jäähdytykseen niin kysykää. Saattaa olla, että onnistuu jopa tehdasvierailu. Toki itse kvanttitietokoneista ei voida puhua, koska ne on sitten NDA:n alaisia hommia.

Stringerille tiedoksi, että sen verran voidaan asiaa valottaa, ettei kvanttisiruja oikein saa toimimaan kovin lämpöisessä (vielä pitkään aikaan), koskapa ongelmana on enempi kvanttivärähtelyn tuoma epävakaus kubitista luettavalle tilalle eikä niinkään suprajohtavuus. Tuo kvanttivärähtely kun kasvaa aika rajusti lämpötilan noustessa, jolloin kubitin tilaa on mahdoton lukea, eli "prosessori" on pakko pitää mahdollisimman kylmänä ja mahdollisimman häiriöttömässä tilassa, siksi tyhjiössä jäähtyvä diluutiokryostaatti on paras vaihtoehto.

Tuo Intelin kiinnostuminen spin-kubiteista on mielenkiintoista, koska noiden spin prossujen todellista toimimista on palloteltu kvanttipiireissä aika paljon, eli ovatko ne oikeita kvanttiprosessoreita vai eivät.

 

[Hellsinki]

Eip oo vieläkään toimivaa kvanttiprosessoria osattu tehdä.

 

[Kaotik]

Eip oo vieläkään toimivaa kvanttiprosessoria osattu tehdä.

Onhan noita vaikka kuinka monta erilaista toimivaa ratkaisua? Ei sillä tarvii pelien ja Windowsin pyöriä että se on toimiva

 

[Hellsinki]

Onhan noita vaikka kuinka monta erilaista toimivaa ratkaisua? Ei sillä tarvii pelien ja Windowsin pyöriä että se on toimiva

Jos toimisivat ni olis laskettu jo kaikki laskettava.

 

[Kaotik]

Jos toimisivat ni olis laskettu jo kaikki laskettava.

En väitä osaavani tai ymmärtäväni kvanttilaskentaa millään tasolla kyllin hyvin, mutta sen tiedän että olet ymmärtänyt niiden toiminnan täysin väärin.
Aloita vaikka näistä:
How does quantum computing work? | plus.maths.org
What Sorts Of Problems Are Quantum Computers Good For?

 

[Hellsinki]

En väitä osaavani tai ymmärtäväni kvanttilaskentaa millään tasolla kyllin hyvin, mutta sen tiedän että olet ymmärtänyt niiden toiminnan täysin väärin.
Aloita vaikka näistä:
How does quantum computing work? | plus.maths.org
What Sorts Of Problems Are Quantum Computers Good For?

Toimintaperiaate on ihan selvä. Kvanttitietokoneen piti laskea laskutoimitus samantien. Ne ei tee sitä joten ne ei toimi. Eihän siinä ole mitään epäselvää.

Vai onko määritelmä muuttunut ku ne ei toimikaan odotetusti?

 

[ANTI_L]

Toimintaperiaate on ihan selvä. Kvanttitietokoneen piti laskea laskutoimitus samantien. Ne ei tee sitä joten ne ei toimi. Eihän siinä ole mitään epäselvää.

Vai onko määritelmä muuttunut ku ne ei toimikaan odotetusti?

Ei ole ihan noin yksinkertainen asia tuo kvanttitietokoneella asioiden laskeminen. Ei ole vielä olemassa mitää kvanttikoneiden C-kieltä tms. joten laskenta-algoritmien yms. tarvittavan ohjelmiston tekeminen on melko vaativaa ja tapauskohtaista. Periaatteessa siis jokaisella laskutoimitukselle on vielä tehtävä "laskentaohjelmisto" erikseen ja testattava vastaavalla yksinkertaisella laskulla tuleeko oikea tulos, jonka jälkeen voidaan olla jonkin verran varmoja, että ko. "ohjelma" osaa ratkaista ongelman oikein.

Noiden kvanttikoneiden yleistyminen kaiken kansan käyttöön kaikenlaisissa vaikeammissa ongelmissa on ehkä 10-15 vuoden päässä, sen verran vaikeaa on saada yleisalgoritmeja kvanttilaskentaan tehtyä. Toki asiaa helpottaa huomattavasti, kun saadaan ensimmäiset yleiseen yksinkertaiseen laskentaan tehdyt kvanttikoneet rakennettua. Varmaankin sellaisia on tulossa enemmänkin parin vuoden sisällä, mutta niillä pystyy ratkaisemaan vasta hyvin yksinkertaisia asioita, sellaisia joihin nykyisetkin tietokoneet pystyvät "järkevän" ajan sisällä.

Kvanttikoneet eivät varmaankaan koskaan tule olemaan mitään jokaisen joka päivä käyttämiä laitteita, koska yksinkertaisemmalla ja halvemmallakin koneella voi ratkaista 1+1 ongelmia.

 

[Kaotik]

Toimintaperiaate on ihan selvä. Kvanttitietokoneen piti laskea laskutoimitus samantien. Ne ei tee sitä joten ne ei toimi. Eihän siinä ole mitään epäselvää.

Vai onko määritelmä muuttunut ku ne ei toimikaan odotetusti?

Ei pitänyt, vaan ratkaista tietyt ongelmat selvästi nopeammin kuin perinteisten tietokoneiden mitä ne tekee jo nyt joillekin ongelmille. Ongelmia on saada kylliksi qubittejä koneeseen millä laskea ja keksiä se softa mikä sille kertoo mitä sen pitäisi laskea

 

[WanhaPatu]

Miksi qubittejä on 17 tai 49 eikä perinteisemmät 16/48?

 

[Kaotik]

Miksi qubittejä on 17 tai 49 eikä perinteisemmät 16/48?

En osaa vastata kysymykseen, mutta ymmärtääkseni tuo "perinteinen bittisyys" ei koske kvanttivehkeitä samalla tapaa kuin perusprossuja, vaan noihin pistetään juuri niin monta qubittiä kuin mahdollista

 

[Stringer]

Kvanttikoneet eivät varmaankaan koskaan tule olemaan mitään jokaisen joka päivä käyttämiä laitteita, koska yksinkertaisemmalla ja halvemmallakin koneella voi ratkaista 1+1 ongelmia.

Sitä samaa muistaakseni IBM:n muinainen johtajakin sanoi tietokoneista joskus. Maailma ei kuulemma koskaan tule tarvitsemaan kuin muutaman tietokoneen

 

[ANTI_L]

Sitä samaa muistaakseni IBM:n muinainen johtajakin sanoi tietokoneista joskus. Maailma ei kuulemma koskaan tule tarvitsemaan kuin muutaman tietokoneen

Kvanttikoneita ei kyllä saada vielä pitkään aikaan järkevästi suuren yleisön käyttöön kunnolla ja jos jotain ihmeitä ei keksitä, niin tuollainen 10-15miljoonan euron laitteisto, joka vie tilaa 20-30 kuutiometriä ja kuluttaa sähköä sen ~15kW, ei tule olemaan ihan jokaisen käyttäjän nurkissa. Toki varmasti tulee olemaan paljonkin kvanttikoneita, mutta nuo on vähän kuin isot konesalit, ei jokainen firmaan tarvitse moista.

Toki kaikki firmat, jotka tekee esim. datansalaushommia tai -purkua saattaa tarvita kvanttikoneita, toivottavasti jopa useampia.

 

[ANTI_L]

Tuo kubittien määrä riippuu lähinnä siitä miten se kaikki oheistavara saadaan mahtumaan ja jäähtymään tarvittavan kylmäksi.

49 kubitin siru tarvitsee jo useamman kontrollilinjan koaksiaalikaapeleilla toteutettuna ja lisäksi tarvitaan säteilysuojat ja joitakin dc-linjoja yms. Lisäksi sirulle pidin, joka sen jäähdyttää ja johdoille myös, joten massaa tulee yllättävän nopeasti aika paljon. Tällä hetkellä kryostaattien teho tuolla millikelvinilämmöissä (20mK) on ~15mikrowattia, johon jokainen koaksiaalikaapeleilla ja dc-linja vaikuttaa.

Kaiken lisäksi nykyiset kvanttikoneet tarvitsevat hyvin kylmiä lämpötiloja, ettei kubitin tila muutu epävakaaksi eli tuo on sellaista tasapainoilua.

 

[svk]

Eiköhän tuo kvanttikoneitten laskentateho ole pitkään sellasessa muodossa, että halukkaat voi sitä maksua vastaan käyttää. Ei tosiaan ole missään nimessä järkevää nykyisessä muodossa hankkia jokaiseen yritykseen omaa laitetta.

 

[Raikku]

Ei taida normikämpän 220v pistokkeet kestää noita 9-12kw jäähdyttymiä(?)

 

[svk]

Saattaa piuhojen eristeetkin olla kovilla, kun pistetään suurempaa amppeeria lävitse Entäs 400-voltin pistokkeet?

 

[ANTI_L]

Ei taida normikämpän 220v pistokkeet kestää noita 9-12kw jäähdyttymiä(?)

Niin siis tuo on kolmivaiheisena (400V), eli tarvitsee sen 3kpl 25A sulakkeita heti lähdössä.

 

[Deussu]

Kvanttikoneita ei kyllä saada vielä pitkään aikaan järkevästi suuren yleisön käyttöön kunnolla ja jos jotain ihmeitä ei keksitä, niin tuollainen 10-15miljoonan euron laitteisto, joka vie tilaa 20-30 kuutiometriä ja kuluttaa sähköä sen ~15kW, ei tule olemaan ihan jokaisen käyttäjän nurkissa. Toki varmasti tulee olemaan paljonkin kvanttikoneita, mutta nuo on vähän kuin isot konesalit, ei jokainen firmaan tarvitse moista.

Toki kaikki firmat, jotka tekee esim. datansalaushommia tai -purkua saattaa tarvita kvanttikoneita, toivottavasti jopa useampia.

Vaikeahan tulevaisuutta on ennustaa, mutta luulen että ensimmäisten tietokoneiden pioneereille jos olisi sanonut, että näitä haluaa sitten jokainen omansa, niin olisi tullut samanlaista settiä.

 

[etrade]

Niin siis tuo on kolmivaiheisena (400V), eli tarvitsee sen 3kpl 25A sulakkeita heti lähdössä.

Kestää 16A johdonsuojat ja kakspuolikas kaapeli kolmivaiheisena 11040W resistiivisen kuorman, eli normikämppään vain sähkäri vetämään keskukselta voimavirta syötön, ja kvanttikoneen jäähdytys kiinni .

 

[ANTI_L]

Kestää 16A johdonsuojat ja kakspuolikas kaapeli kolmivaiheisena 11040W resistiivisen kuorman, eli normikämppään vain sähkäri vetämään keskukselta voimavirta syötön, ja kvanttikoneen jäähdytys kiinni .

Tuo "pulssituubi", jolla jäähdytetään kryostaatti ei ole resistiivinen kuorma ja haukkaa aikamoiset virran käynnistyksen yhteydessä, eli normikäytössä nuo 16A hitaat posliinisulakkeet saattaisi juuri ja juuri kestää pienen pulssituubin kuorman, mutta noissa isommissa kryostaateissa on jo käytössä 2-3kpl noita pulssituubeja ja voin ihan kokemuksesta sanoa, että ei kestä alle 25A johdonsuoja tuota yhden pulssituubin käynnistystä.

 

[etrade]

Tuo "pulssituubi", jolla jäähdytetään kryostaatti ei ole resistiivinen kuorma ja haukkaa aikamoiset virran käynnistyksen yhteydessä, eli normikäytössä nuo 16A hitaat posliinisulakkeet saattaisi juuri ja juuri kestää pienen pulssituubin kuorman, mutta noissa isommissa kryostaateissa on jo käytössä 2-3kpl noita pulssituubeja ja voin ihan kokemuksesta sanoa, että ei kestä alle 25A johdonsuoja tuota yhden pulssituubin käynnistystä.

Hyvä.

Kerro vielä mitä nämä pulssituubit ovat, yleisesti ottaen. Sähkömoottori ottaa 7 kertaisen virran käynnistyessään, ilman tähti-kolmio kytkentää tai invertteriä. Invertterillä te varmaan ohjaatte näitä pulssituubeja?

Onko teille perinteinen kylmätekniikka tuttua, faasimuutoksineen? Ei taida tarvita minkäänlaista tietämystä edellisestä kryostaattien kanssa?

 

[ANTI_L]

Hyvä.

Kerro vielä mitä nämä pulssituubit ovat, yleisesti ottaen. Sähkömoottori ottaa 7 kertaisen virran käynnistyessään, ilman tähti-kolmio kytkentää tai invertteriä. Invertterillä te varmaan ohjaatte näitä pulssituubeja?

Onko teille perinteinen kylmätekniikka tuttua, faasimuutoksineen? Ei taida tarvita minkäänlaista tietämystä edellisestä kryostaattien kanssa?

Pulssi tuubi on nimitys tuolle jäähdyttimelle, joka jäähdyttää tuollaisen diluutiokryostaatin 50K ja 4K lämpötilatasoja. Tuo perustuu siis jääkaapin kompressori tyyliseen ratkaisuun, joka käyttää kylmäaineena heliumia. Invertterillä noita uusimpia malleja ohjataan, mutta samalla jäähdytystehot on vain kasvanut, eli invertterillä tarvitsee 400V 25A syötön.

Tuo diluutiokryostaatin kylmemmän osan periaatteet löytyy netistäkin Dilution refrigerator - Wikipedia

Sen enempää kukaan valmistaja ei suostu omasta tekniikastaan kertomaan. Periaatteessa kuka vaan voi rakentaa tuollaisen kryostaattien, mutta tällä hetkellä BlueFors on markkinoiden paras valmistaja, jos asiakkailta kysytään.

 

[Raikku]

Mitenkähän kvanttien kellottaminen?

 

[Mestre]

Voiko kvanttiprosessorilla mainata virtuaalirahaa? Edes teoriassa?

 

[Hellsinki]

Voiko kvanttiprosessorilla mainata virtuaalirahaa? Edes teoriassa?

Ei se toimi ni ei. Tai toimii niin hitaasti ett
1+1 laskun laskemiseen emenee enemmän aikaa ku muurahaiselta

 

[Snowman]

Nostetaanpa tätä kun suomalaisetkin saivat oman prototyyppinsä tulille.

@ANTI_L ilmeisestikin omaa tietotaitoa kvanttikoneisiin niin eikö kvanttitietokone perustu periaatteessa todennäköisyyksien laskentaan ja sitten vasta tuloksen "mittaamiseen" eli sen kubitin tilan lukemiseen vai olenko aivan väärässä? Jos kvanttimekaniikasta pintaraapaisun ymmärtää niin tiedossa on, että itse mittaustapahtuma vaikuttaa tulokseen ja siten lopputulos ei ole aina yksiselitteinen.

Entä nuo spin -pohjaiset koneet, onko idea samaa kuin cesium-133 kellolla, eli hyödynnetään jotenkin protonien ja elektronien pyörimisliikemäärää, vai mikä olisi termille angular momentum sopivampi suomennos tässä kohtaa?

Aihe on kovin kiinnostava, mutta tietomäärä rajallinen ja aihe ei ihan helpoimmasta päästä fysiikkaa. Ei tosin vaikeaakaan mutta perinteisen fysiikan opit saa unohtaa hetkeksi.

 

[hkultala]

Mitenkähän kvanttien kellottaminen?

Ei niissä käsittääkseni ole edes mitään kellosignaalia. Tosin en ole ihan 100% varma tästä.

 

[ANTI_L]

Nostetaanpa tätä kun suomalaisetkin saivat olan prototyyppinsä tulille.

@ANTI_L ilmeisestikin omaa tietotaitoa kvanttikoneisiin niin eikö kvanttitietokone perustu periaatteessa todennäköisyyksien laskentaan ja sitten vasta tuloksen "mittaamiseen" eli sen kubitin tilan lukemiseen vai olenko aivan väärässä? Jos kvanttimekaniikasta pintaraapaisun ymmärtää niin tiedossa on, että itse mittaustapahtuma vaikuttaa tulokseen ja siten lopputulos ei ole aina yksiselitteinen.

Entä nuo spin -pohjaiset koneet, onko idea samaa kuin cesium-133 kellolla, eli hyödynnetään jotenkin protonien ja elektronien pyörimisliikemäärää, vai mikä olisi termille angular momentum sopivampi suomennos tässä kohtaa?

Aihe on kovin kiinnostava, mutta tietomäärä rajallinen ja aihe ei ihan helpoimmasta päästä fysiikkaa. Ei tosin vaikeaakaan mutta perinteisen fysiikan opit saa unohtaa hetkeksi.

Itselläni on tuo kvanttimekaniikka aika huonolla tasolla, olen lähinnä sitä lueskellut tarpeen mukaan ja koska olen ehkä maailman huonoin ihminen selittämään tavallista mekaniikkaa ja fysiikkaa ihmisille, en edes yritä selittää kvanttifysiikkaa.

Jos aloittaa noista Feynmanin fysiikan luennoista ja lukee ne, niin pääsee vähän sisään tuohon kvanttimekaniikkaan. The Feynman Lectures on Physics

Onneksi minulla on mahdollisuus päivittäisellä tasolla kommunikoida oikeasti aiheesta tietävien ihmisten kanssa ja ammentaa heiltä tietoa, on tullut kommunikoitua jokaisessa kvanttitietokoneita tutkivassa tai valmistavassa firmassa työskentelevien henkilöiden kanssa, joten saattaa olla jonkin verran tietämystä, mutta pääasiassa kubittien tilan mittauksiin tarvittavasta elektroniikasta on enemmän kokemusta kuin itse kubitin tiloista ja niiden tulkinnasta.

Sen voin sanoa, että nuo isojen kvanttitietokonefirmojen tavoitteet on aika hyvin linjassaan sen kanssa mitä julkaisevat ja mitä vaativat elektroniikalta ja kryostaatin sisäisiltä komponenteilta. Tässä meinaan joutuu itsekin kehittämään aika paljon lisää kaikkea, että saadaan asiakkaille mittausjohdotuksia ja elektroniikkaa.

Ja ei kubitteja ei voi kellottaa, toiminta perustuu juurikin stabiiliin toimintaan ja tällä hetkellä jopa kubitin pitäminen stabiilina on haasteellista. Tähän ja mittaamiseen on tulossa jatkuvasti uusia ratkaisuja, mm. IQM tutkii kaikenlaisia stabiilimpana pitäviä valmistustekniikoita. Moni taho tutkii myös mittaustekniikoita jatkuvasti.

Paljon firmojen sisäisestä kehityksestä alalla on aika tiukasti NDA soppareiden takana, niin ei näihin oikein voi kertoa mitään.