Komputery kwantowe mają ogromny problem. Lub, mówiąc dokładniej, wiele niewiarygodnie małych. Te futurystyczne urządzenia obiecują zrewolucjonizować wszystko, od branży finansowej po odkrywanie leków, wykorzystując moc niepewności kwantowej – zamiast używać bitów, takich jak twój laptop lub telefon, komputery kwantowe używają kubitów, co oznacza, że będą w stanie wykonywać określone zadania znacznie szybciej niż tradycyjne komputery i może lepiej symulować naturalne procesy.
Giganci technologiczni, w tym Google, Microsoft i IBM, ścigają się w budowaniu urządzeń kwantowych, ale cała branża pogrążona jest w epoce znanej w branży jako „hałaśliwa kwantowa skala pośrednia” lub NISQ. Dzisiejsze komputery kwantowe to delikatne urządzenia, które mogą zboczyć z kursu przy najmniejszej ingerencji środowiska: są powolne, mają małą skalę i niezbyt dokładne, co oznacza, że w tej chwili są trochę bezużyteczne.
Sabrina Maniscalco ma nadzieję to zmienić. Jest współzałożycielką i dyrektorem generalnym Algorithmiq, jednego z nielicznych startupów opracowujących oprogramowanie dla hałaśliwych komputerów kwantowych, do których mamy dzisiaj dostęp. „Oprogramowanie i algorytmy dla urządzeń, które mają powstać w najbliższej przyszłości, mają kluczowe znaczenie dla odkrywania i odblokowywania przydatnych aplikacji przemysłowych” — mówi.
Firma powstała z badań na Uniwersytecie w Helsinkach, gdzie Maniscalco jest profesorem informacji kwantowej, informatyki i logiki, po pobycie w Afryce Południowej, Edynburgu i rodzinnej Sycylii. „Zaczęło się od tego, że próbowaliśmy znaleźć najlepsze aplikacje dla tych bardzo hałaśliwych komputerów kwantowych na wczesnym etapie”, mówi.
Zdecydowali się na problem „hałasu”. Algorithmiq opracowuje sposoby przeciwdziałania hałasowi, który dotyka komputery kwantowe: nie szumowi wentylatora chłodzącego, ale drobnym zmianom środowiskowym, które mogą wytrącić kubity z delikatnego stanu zwanego superpozycją. To właśnie ten stan – który można z grubsza traktować jako nie 0 lub 1, ale oba jednocześnie – sprawia, że komputery kwantowe są tak potężne, ale jednocześnie tak trudne do zbudowania.
Algorithmiq opracowuje wyrafinowane metody modelowania hałasu i łagodzenia go, aby można było używać urządzeń na wczesnym etapie do eksperymentów. Na początek firma koncentruje się na symulacjach chemicznych – obiecującym potencjalnym zastosowaniu komputerów kwantowych, ponieważ naśladują one niepewność natury. Porównuje swoje algorytmy redukcji szumów, symulując cząsteczki, takie jak dichrom – co jest wystarczająco proste, aby można je było symulować za pomocą obecnych komputerów kwantowych, ale wystarczająco złożone, aby pokazać moc tych urządzeń. Maniscalco mówi, że Algorithmiq — który niedawno ogłosił partnerstwo z IBM — planuje w przyszłości zastosować te same zasady do bardziej złożonych struktur, z potencjalnymi zastosowaniami obejmującymi odkrywanie leków w przemyśle farmaceutycznym. „Myślimy o sobie jako o pierwszej firmie zajmującej się biotechnologią kwantową” — mówi.
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w brytyjskim magazynie WIRED ze stycznia/lutego 2023 roku.
