Innovatie & Strategie

Wetenschap
Processor van de D-Wave-kwantumcomputer

Kwantumcomputer D-Wave 1000 maal zo snel

De volgende generatie van D-Waves kwantumarchitectuur komt in 2017 op de markt

© D-Wave Systems
23 september 2016

De volgende generatie van D-Waves kwantumarchitectuur komt in 2017 op de markt

D-Wave Systems brengt volgend jaar een krachtiger variant van zijn kwantumcomputer op de markt. Het apparaat zal rekenen met 2000 qubits, het dubbele aantal van de D-Wave 2X.

Bij dergelijke aantallen qubits zou je je haast afvragen waar men zich in Delft en bij IBM nog druk om maakt, met de enkele qubits in de systemen waar daar aan gewerkt wordt. Maar die vergelijking zou niet terecht zijn. D-Wave-Systems heeft een heel eigen weg gekozen bij het realiseren van een kwantumcomputer die vragen oproept of je het systeem überhaupt wel een kwantumcomputer mag noemen. Dat zie je ook terug in de terminologie die gebruikt wordt om D-Waves systeem te typeren. Adiabatische kwantumcomputer, is één veel gehoorde term. Quantum annealer een andere.

Die behoefte om het systeem van D-Wave apart te zetten heeft alles te maken met het ontwerp waar het bedrijf voor gekozen heeft. De rekeneenheid die het heeft ontwikkeld, is een raster van supergeleidende draden van Niobium die gekoeld worden tot net boven het absolute nulpunt. Bij die temperatuur kunnen stromen gelijktijdig in beide richtingen door die draden lopen. Dat genereert magnetische velden met het onbepaalde karakter van de staat ervan dat zo kenmerkend is voor kwantumcomputers. Het voordeel van dit super conducting quantum inteference device (SQUID) geheten ontwerp is, dat je niet op zoek hoeft naar een oplossing voor het verlies van kwantumeigenschappen waar concurrenten die werken aan zuivere kwantumcomputers mee worstelen. Maar een echte processor is het systeem van D-Wave daardoor niet, en de toepasbaarheid is dan ook beperkter dan bij een zuivere kwantumcomputer het geval zal zijn.

Het probleem van de handelsreiziger

Door dit ontwerp leent het systeem van D-Wave zich alleen voor het oplossen van problemen die op een bepaalde manier geformuleerd kunnen worden: als een oplossing voor een probleem met het laagste niveau van wanorde c.q. de laagste energiestatus. Daar slaat het Engelse woord annealer op. Adiabatische kwantumberekeningen zijn een subset van dit soort minimalisatievraagstukken. Door die beperking leent het systeem van D-Wave zich alleen voor oplossen van optimalisatievraagstukken. Het bekendste voorbeeld daarvan is dat van de handelsreiziger, ofwel: bij welke route en combinatie van transportmiddelen kost het een vertegenwoordiger het minste tijd en geld om een gegeven aantal plaatsen in een bepaalde regio te bezoeken.

Maar door de beperkingen die D-Wave Systems accepteert, heeft het nu wel een werkend systeem dat 1000 schakelingen combineert – en binnenkort dus 2000. Het heeft inmiddels ook enkele klanten. Lockheed Martin, het Los Alamos National Laboratory, NASA en Google voeren alle vier experimenten uit met het systeem. Van Google en Nasa komt ook de eerste harde claim over prestaties van de D-Wave, in dit geval de D-Wave X2. Bij het oplossen van problemen met 1000 binaire variabelen was de D-Wave X2 een factor 10 tot de macht 8 sneller dan andere methoden om ‘annealing-vraagstukken’ op te lossen.

Ondanks dat wapenfeit lijkt praktische toepassing van D-Waves systemen nog niet één, twee, drie te realiseren. Het is nog een hele uitdaging om vraagstukken in een vorm te gieten waarin de D-Wave-computer ze kan oplossen. Dat weerhoudt D-Wave Systems er niet van om door te gaan met de ontwikkeling van zijn machinerie. In 2019 of 2020 moet een nog krachtiger versie op de markt komen.

Lees meer over
Zie ook Innovatie & Strategie op AG Connect Intelligence
Reactie toevoegen