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Der weltweit erste Quantensoftware-Superstore – so hofft er zumindest – ist hier
Mit freundlicher Genehmigung von Zapata Computing
Beim Quantencomputing sind nicht nur die Computer selbst schwer zu bauen. Sie benötigen auch ausgefeilte Quantenalgorithmen – spezialisierte Software, die darauf zugeschnitten ist, das Beste aus den Maschinen herauszuholen.
Alán Aspuru-Guzik hat sich mit der Entwicklung solcher Algorithmen in akademischen Kreisen einen beeindruckenden Ruf erworben und bringt sie nun auf einen breiteren Markt. Ein Professor der Harvard University (der an die University of Toronto wechselt) und Mitglied von 2010 MIT Technology Rezension 'S Liste der Innovatoren unter 35 , er ist Mitbegründer eines Unternehmens namens Zapata Computing, das heute mit einer angekündigten Finanzierung von 5,4 Millionen US-Dollar an den Start ging. Das ultimative Ziel von Zapata ist es, eine Art Superstore für Quantenalgorithmen zu sein, der eine breite Palette vorgefertigter Software anbietet, mit der Unternehmen die immense Rechenleistung nutzen können, die Quantencomputer versprechen.
Da das Gebiet des Quantencomputings so neu ist, kann heute nur eine kleine Gruppe von Experten fortschrittliche Software entwickeln, die auf den Maschinen funktioniert. Im Wesentlichen möchte Zapata, dass Unternehmen die Technologie nutzen können, ohne einen internen Quantenspezialisten zu benötigen.
Die Aufregung um Quantencomputer rührt daher, dass statt digitaler Bits beides dargestellt wird eins oder 0 verwenden sie Qubits, die sich dank eines Phänomens, das als Überlagerung bekannt ist, in beiden Zuständen gleichzeitig befinden können. Eine andere fast mystische Eigenschaft, Verschränkung genannt, bedeutet, dass Qubits sich gegenseitig beeinflussen können, selbst wenn sie nicht physisch verbunden sind.
Das Hinzufügen zusätzlicher Qubits ermöglicht eine exponentielle Steigerung der Rechenleistung von Quantenmaschinen, die möglicherweise bald sogar die besten Supercomputer bei einem begrenzten Aufgabenbereich übertreffen können. Das ist die gute Nachricht; Die weniger gute Nachricht ist, dass Qubits dazu neigen, ihren empfindlichen Quantenzustand nach nur Millisekunden zu verlieren. Temperaturänderungen oder sogar kleinste Vibrationen können sie ebenfalls stören und Fehler in ihre Berechnungen werfen (siehe Google glaubt, dass es der Quantenüberlegenheit nahe kommt. Hier ist, was das wirklich bedeutet ).
Hier kommen Quantenalgorithmen ins Spiel. Sie führen eine bestimmte Berechnung auf einer Quantenmaschine so schnell und effizient wie möglich durch und können oft helfen, Fehler zu entschärfen. Stellen Sie sich das wie das Stimmen einer Gitarre vor, sagt Aspuru-Guzik. So wie Sie die Saiten so einstellen, dass sie harmonieren, können wir mit verschiedenen Parametern spielen, bis ein Quantenschaltkreis für eine bestimmte Anwendung abgestimmt ist.
Zapata hat mit Harvard bereits eine exklusive Lizenz für die dort entwickelten Algorithmen von Aspuru-Guzik und seinem Team ausgehandelt. Das Ziel des Unternehmens, sagt Chris Savoie, CEO von Zapata, ist es, Algorithmen für eine Reihe von Computern zu entwickeln, und Aspuru-Guzik und sein Team haben bereits mit großen Herstellern von Quantenhardware wie IBM und Google sowie mit kleineren wie Rigetti Computing zusammengearbeitet und IonQ. Diese Firmen arbeiten auch an ihren eigenen Algorithmen, aber die Ansicht ist, dass mehr Softwareinnovation gut für den aufstrebenden Markt ist. Hier möchten Sie viele verschiedene Ideen sehen, die den Raum füllen, sagt Jerry Chow, der die experimentellen Quantencomputer-Bemühungen von IBM leitet.
Wenn seine Strategie aufgeht, könnte Zapata aus der Vogelperspektive sehen, wie verschiedene Anwendungen auf einer Vielzahl von Quantencomputern funktionieren, was ihm einen großen Vorteil auf dem Markt verschafft. Dennoch ist unklar, ob Quantencomputer in einigen Bereichen wie dem maschinellen Lernen einen Unterschied machen werden – obwohl es einige frühe Anzeichen dafür gibt. Es kann also einige Zeit dauern, ein breites Portfolio an Algorithmen aufzubauen.
Zapata will sich kurzfristig vor allem auf Algorithmen für Chemie und Materialien konzentrieren. Aspuru-Guzik hat Pionierarbeit bei Methoden zur Modellierung von Molekülen geleistet, eine notorisch schwierige Aufgabe selbst für die besten Supercomputer von heute, und es besteht die Hoffnung, dass Quantencomputer solche Simulationen bald beschleunigen können. Das könnte zu Fortschritten wie effizienteren Batterien und neuen lichtemittierenden Molekülen für Displays führen. Ein Team bei IBM hat bereits eine Quantenmaschine verwendet, um ein kleines Molekül aus drei Atomen zu modellieren, und einige Forscher haben dies getan ich fragte mich Kombinieren von Quantenschaltkreisen mit duellierenden neuronalen Netzwerken, um neue Moleküle zu erfinden.
Die Geldgeber von Zapata, darunter Pillar VC und The Engine, ein MIT-Fonds, der in Unternehmen investiert, die an anspruchsvollen Technologien arbeiten, setzen darauf, dass sich irgendwann mehr Anwendungen für Quantencomputer eröffnen werden – und dass es immer noch zu wenige Forscher geben wird, die etwas entwickeln können die ausgefeilten Algorithmen, die benötigt werden. Reed Sturtevant von The Engine glaubt, dass es heute weltweit weniger als hundert dieser Forscher gibt, und Aspuru-Guzik und vier ehemalige Mitglieder seiner Forschungsgruppe, die sich ihm und Savoie als Mitbegründer anschließen, gehören zu ihnen. Wenn Sturtevant recht hat, könnte Zapatas Talentraub zu einem Quantensprung bei seinen zukünftigen Gewinnen führen.