Microsoft kehittää kvanttitietokonetta täyttä vauhtia, ja uusia edistysaskeleita otetaan joka päivä, kertoo Microsoftin Quantum Computing -johtaja Julie Love. Love kuvailee Microsoftin kvanttitietokonehanketta yhdeksi ”suurimmista ja mullistavimmista satsauksista, jonka Microsoft on koskaan tehnyt.”
Kvanttilaskenta voi auttaa ratkaisemaan esimerkiksi globaaleja materiaalitieteeseen, kemiaan, lääketieteeseen ja ympäristöön liittyviä haasteita. Kvanttilaskennassa hyödynnetään kubitteja, joiden avulla voidaan ratkaista tämänhetkisille tietokoneille mahdottomia ongelmia. Teoriassa ongelma, jonka ratkaisemiseen kuluisi nykyisiltä koneilta miljardeja vuosia, on kvanttitietokoneella laskettavissa päivissä, tunneissa tai jopa minuuteissa.
Microsoft huomauttaa, että toimivaa kvanttitietokonetta ei vielä ole rakennettu. Loven mukaan yhtiöllä on kuitenkin koossa työryhmä, jonka avulla koneen kehitystyö edistyy jatkuvasti ja jolla on valmiudet rakentaa järjestelmä ja ohjelmisto maailmanlaajuisten ongelmien ratkomiseen. Microsoftin viimeisten kymmenen vuoden aikana kokoamaan tiimiin kuuluu maailman arvostetuimpia kvanttifysiikan, matematiikan, tietojenkäsittelytieteen ja tekniikan asiantuntijoita. Yhtiö tekee yhteistyötä myös yliopistoissa alan huippututkijoiden kanssa ympäri maailmaa.
”Kvanttitietokoneet voivat ratkoa ihmismielelle mahdottomia ongelmia jopa 100 sekunnissa”, Love kertoo. ”Microsoftin yritysasiakkaat ovat kiinnostuneita uudistamaan liiketoimintaansa tämän teknologian avulla, ja olemme valmiita muuttamaan visiot todellisuudeksi. Tiedämme, mitä onnistuminen meiltä edellyttää.”
”Microsoft kehittää ainoaa skaalautuvaa ratkaisua, joka toimii saumattomasti Azure-pilvessä eikä ole yhtä altis virheille. Todellisuudessa kaikki kubitit eivät ole samanarvoisia. Useimmat ovat epävakaita ja alttiita ympäristön aiheuttamille häiriöille. Microsoft hyödyntää kvanttilaskennassa topologisia kubitteja niiden tarkkuuden, kustannustehokkuuden ja pitkän toiminta-ajan takia”, Love kuvailee.
Microsoft on ainoa topologista kvanttitietokonetta rakentava suuryritys. Topologisten kubittien avulla pyritään vähentämään koneeseen vaikuttavia häiriötekijöitä atomia pienempien hiukkasten tasolla. Tässä mallissa muut kubitit ”korjaavat” laskennalliset kubitit.
”Joudumme tekemään myönnytyksiä virrankulutuksen suhteen, sillä järjestelmien on oltava erittäin kylmiä. Tämä kuitenkin parantaa niiden laskentatehoa”, toteaa Love, joka aloitti kvanttilaskennan opinnot 1990-luvun lopulla.
Oma ohjelmointikieli ja työkaluja sovelluskehittäjille
Microsoft julkaisi joulukuussa 2017 Quantum Development Kit -työkalut kvanttitietokoneiden sovelluskehitykseen, mukaan lukien Q#-ohjelmointikielen. Q# on suunniteltu kehittäjille, jotka haluavat oppia ohjelmoimaan kvanttitietokoneilla, eikä se edellytä aiempaa perehtymistä kvanttifysiikkaan.
”Julkaisimme kvanttiohjelmoinnin työkalut, jotta mahdollisimman moni sovelluskehittäjä voi osallistua kvanttitietokoneemme kehitystyöhön”, Love korostaa.
Quantum Development Kit -työkaluille on rakennettu tuki Microsoftin Visual Studio -ohjelmointiympäristöön, joten kvanttitietokoneiden sovelluskehitykseen pääsee perehtymään tutussa ympäristössä. Kvanttitietokonesovelluksia voi testata työkaluihin sisältyvässä kvanttisimulaattorissa, jossa voi simuloida jopa 30 kubitin laskentatehoa tavallisella kannettavalla tietokoneella. Voit lukea lisää kvanttitietokoneiden sovelluskehityksestä täältä.