A rede de computação quântica da Microsoft dá um passo gigante no Startup Summit

REDMOND, Washington - A Quantum computing pode ainda estar em sua infância - mas a Microsoft Quantum Network é toda desenvolvida, fomentada por desenvolvedores internos, afiliados de pesquisa e futuros astros da startup A rede fez sua estréia oficial hoje aqui no campus de Redmond da Microsoft, durante uma Cúpula de Startup que definiu a visão da empresa para a computação quântica e introduziu parceiros de rede às ferramentas da Microsoft do comércio quântico. A computação quântica está em contraste com as tecnologias de computação clássicas que prevaleceram por mais de meio século. A computação clássica é baseada em uns e zeros de processamento baseado em bits, enquanto a computação quântica aproveita os efeitos estranhos da física quântica. Bits quânticos, ou qubits, não precisam representar um ou um zero, mas podem representar múltiplos estados durante a computação.

A abordagem quântica deve ser capaz de resolver problemas computacionais que podem Pode ser facilmente resolvido usando computadores clássicos, como modelar interações moleculares ou otimizar sistemas de larga escala. Isso pode abrir o caminho para aplicativos que mudam o mundo, disse Todd Holmdahl, vice-presidente corporativo do Azure Hardware Systems Group da Microsoft. "Estamos analisando problemas como a mudança climática", disse Holmdahl. "Estamos procurando resolver grandes problemas de produção de alimentos. Acreditamos que temos oportunidades para resolver problemas relacionados à ciência de materiais, assistência médica pessoal, aprendizado de máquina. Todas essas coisas são possíveis e obtidas com um computador quântico. Nós temos falado por aqui que estamos no advento da economia quântica. ”

Representantes de 16 startups foram convidados para a Startup Summit desta semana, que apresenta palestras de Holmdahl e outros líderes da equipe quântica da Microsoft, além de demonstrações e workshops com foco nas ferramentas de programação da Microsoft. (A startup mais próxima de Seattle é a 1QBit, com sede em Vancouver, BC)

Ao longo do último ano e meio, a Microsoft lançou uma nova linguagem de programação amigável ao quantum chamada Q # (“Q-sharp”) como parte de seu Quantum Development Kit, e trabalhou com pesquisadores do Pacific Northwest National Laboratory e instituições acadêmicas em todo o mundo para estabelecer as bases técnicas para o campo.

Uma grande parte Essa base é o desenvolvimento de um computador quântico universal, baseado em uma arquitetura topológica que constrói mecanismos de correção de erros diretamente no hardware criogenicamente resfriado e baseado em nanofios. Reduzir o ruído que produz erros em sistemas quânticos será fundamental para a produção de um computador viável.

"Acreditamos que nosso qubit equivale a cerca de 1.000 dos nossos qubits de competição", disse Holmdahl. < Há muita concorrência no campo da computação quântica nos dias de hoje: IBM, Google e Intel estão trabalhando em tecnologias semelhantes para um computador quântico universal, enquanto o sistema canadense D-Wave está tirando vantagem de um tipo mais limitado de tecnologia de computação conhecida como quantum Esta semana, a D-Wave previu seus planos para um novo tipo de topologia de computador que, segundo ela, reduziria o ruído quântico e mais do que o dobro da contagem de qubits de sua plataforma existente, de 2.000 qubits conectados a 5.000. .

Mas o poder da computação quântica não deve ser medido meramente pela contagem de qubits. A eficiência da computação e a capacidade de reduzir erros podem fazer uma grande diferença, disse Matthias Troyer, principal pesquisador da Microsoft. Por exemplo, uma abordagem padrão para simular o mecanismo molecular por trás da fixação de nitrogênio para culturas poderia exigir 30.000 anos. de tempo de processamento, ele disse. Mas, se a tarefa for estruturada para permitir processamento paralelo e correção de erros aprimorada, o tempo de execução necessário pode ser reduzido para menos de dois dias. "A engenharia de software quântica é realmente tão importante quanto a engenharia de hardware", disse Troyer. Julie Love, diretora do Microsoft Quantum Business Development, disse que a Microsoft começará oferecendo computação quântica através dos serviços baseados em nuvem do Miicrosoft baseados no Azure. Nem todos os problemas computacionais são passíveis de abordagem quântica: é muito mais provável que um aplicativo alterne entre processamento clássico e quântico - e, portanto, entre ferramentas clássicas, como a linguagem de programação C # e ferramentas quânticas, como Q #.

"Quando você trabalha com química e materiais, todos esses problemas, você atinge esse problema 'conhecido por ser insolúvel'", disse Love. "Quantum fornece a possibilidade de um avanço."

Love evita dar um cronograma firme para o surgimento de aplicativos específicos - mas no ano passado, Holmdahl previu que os computadores quânticos comerciais existiriam "daqui a cinco anos". (Volte em 2023 para ver como a previsão se desenrolou.

As primeiras aplicações poderiam se concentrar em simular química molecular, com o objetivo de prototipagem de melhores produtos farmacêuticos, fertilizantes mais eficientes, melhores baterias, produtos químicos mais ecológicos para a indústria de petróleo e gás, e uma nova classe de supercondutores de alta temperatura. Pode até ser possível enfrentar o desafio da mudança climática projetando materiais que tirem o dióxido de carbono do ar.

Love disse que os computadores quânticos também seriam adequados para resolver problemas de otimização, como descobrir como melhorar o fluxo de tráfego através do núcleo urbano de Seattle; e para reduzir o tempo de treinamento necessário para modelagem de IA.

"Essa lista vai continuar a evoluir", disse ela.

Sempre que a computação quântica em questão surge, a criptografia também deve ser mencionada. É teoricamente possível para um computador quântico quebrar os códigos que atualmente protegem todos os tipos de transações seguras, variando de criptografia de e-mail a protocolos bancários. Love disse que esses aplicativos de quebra de código estão mais distantes do que outros aplicativos prováveis, devido à enorme quantidade de recursos computacionais que seriam necessários até mesmo para um computador quântico. No entanto, não é cedo demais para se preocupar. "Temos um impulso de pesquisa bastante significativo no que é chamado de criptografia pós-quântica", disse ela.

A segurança de dados da próxima geração é um dos temas mais importantes da Iniciativa Nacional Quantum de US $ 1,2 bilhão aprovada pelo Congresso e a Casa Branca em dezembro passado. Love disse que os protocolos de criptografia pós-quântica da Microsoft já passaram por uma rodada inicial de investigação pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia. "Estamos trabalhando nisso de uma maneira realmente aberta", disse ela. .

Como toda tecnologia, a computação quântica certamente terá um lado sombrio e um lado positivo. Mas é reconfortante saber que os desenvolvedores estão pensando no futuro dos dois lados.

Via: Geek Wire