Das hat Switch-Science gerade angekündigt ein Trio von Quantencomputing-Produkten die nach Angaben des Unternehmens die weltweit ersten tragbaren Quantencomputer sind. Die neuen Quantencomputerprodukte stammen von SpinQ Technology, einem chinesischen Quantencomputerunternehmen mit Sitz in Shenzen, und wurden für Bildungszwecke entwickelt. Ziel ist es, den Zugang zu physikalischen Quantencomputerlösungen zu demokratisieren, die beliebig eingesetzt (und erneut eingesetzt) werden können. Aber in Anbetracht der tatsächlich angebotenen Quantenmaschinerie wird wahrscheinlich keine davon (die wir intern „Quantops“ nennen) ein Teil der Zukunft von Quanten sein.
Die neuen Produkte, die mit Blick auf die Bildung entwickelt werden, zeigen sich in ihren Qubit-Anzahlen, die bei drei liegen (vergleichen Sie das mit Googles Sycamore oder IBMs 433-Qubit Osprey Quantum Processing Unit [QPU], beide basierend auf supraleitenden Qubits). Das ist nicht genug, um in diesen Maschinen praktikables, problemlösendes Quantencomputing durchzuführen, aber es reicht aus, dass Benutzer Quantenschaltkreise programmieren und ausführen können – entweder die integrierten, pädagogischen oder einen einzelnen benutzerdefinierten Algorithmus.
Die neuen „Quantops“ – der Gemini Mini, der Gemini und der Triangulum – haben unterschiedliche Komplexitäten und Designs. Alle verfügen jedoch über ein vollständig integriertes Quantencomputersystem, das bei Raumtemperatur betrieben werden kann. Diese Fähigkeit beruht auf der Natur des Qubits selbst: SpinQ nutzt kernmagnetische Resonanz (NMR) Spin-Qubits, eine Technologie, die erstmals 1997 eingeführt wurde. Und das ist ihr Hauptproblem: NMR hat extrem begrenzte Skalierungsmöglichkeiten, und seine Quantenfähigkeiten sind … relativ fragwürdig. Alle NMR-bezogenen Forschungen der letzten Jahre konnten die Verschränkungsfähigkeiten für diese speziellen Qubits nicht nachweisen – eine der wichtigsten “Macken” der Quantenwelt, die mitverantwortlich für ihr extremes Leistungspotential (für bestimmte Spezialaufgaben) ist.
Der Gemini Mini ist das Einstiegsangebot des Unternehmens, ein 200 x 350 x 260 mm großes, 14 kg schweres System, das über eine Zwei-Qubit-Lösung (daher der Name) mit >20 ms Kohärenzzeit verfügt. Nach Angaben des Unternehmens ist der Gemini Mini in der Lage, mehr als 30 Gate-Operationen auf einem Qubit auszuführen, und mehr als zehn, wenn eine Zwei-Qubit-Schaltung verwendet wird. Es verfügt über einen integrierten Bildschirm und unterstützt 18 Demoalgorithmen, die Dokumentation und Schulungsmaterialien enthalten. Der Gemini ist für ~1.118.000 Yen (~8.104 $) erhältlich. Die Leistungsaufnahme liegt bei 60 W (inklusive Strombedarf für den integrierten Bildschirm).
Der Gemini wirft den „Mini“ und den integrierten Bildschirm ab, erhöht aber nicht seine Qubit-Anzahl. Stattdessen ermöglicht die erhöhte Komplexität des Systems komplexere Gate-Operationen, wobei 1-Qubit-Operationen bis zu 200 Gates der Tiefe und mehr als 20 Gates in 2-Qubit-Operationen ermöglichen, während die angegebenen „>20 ms“ Kohärenzzeiten beibehalten werden . Da es sich um ein komplexeres Angebot handelt, das nur sechs Demoalgorithmen enthält, richtet sich SpinQ mit diesem Produkt anscheinend an fortgeschrittenere Benutzer von Quantencomputern. Auch die Preisgestaltung ist “fortschrittlicher” – etwa fünfmal so hoch und liegt bei 5,72 Millionen Yen (~ 41.510 US-Dollar). Es kommt in einem Alienware-ähnlichen Gehäuse mit einem Volumen von 600 x 280 x 530 mm, der Stromverbrauch (ohne integrierten Bildschirm) beträgt bis zu 100 W und wiegt ~44 kg (Portabilität scheint relativ zu sein).
Triangulum, das dritte Produkt, ist am weitesten fortgeschritten – es ist größer, schlimmer und viel teurer (~57.400 $). In seinem 40 kg schweren, 610 x 330 x 560 mm großen Chassis bietet Triangulum drei NMR-Spin-Qubits mit Kohärenzzeiten >40 ms (Verdopplung der Leistungsfähigkeit des Gemini-Paares). Es scheint, dass SpinQ das Triangulum für höhere Kohärenzzeiten entworfen hat – was bedeutet, dass mehr Arbeit geleistet werden kann, bevor die Zustände der Spin-Qubits dekohären und alle Arbeit verloren geht. Aber bei Quanten (und insbesondere bei NMR-Geräten) muss etwas nachgeben: Die Tiefe der Gate-Operationen pro Quantenschaltkreis ist im Vergleich zum Gemini verringert und bietet nur 40 Gate-Tiefe-Operationen für ein einzelnes Qubit und bis zu 8 Gate-Tiefe für Zwei- oder Drei-Qubit-Operationen. Dies ist scheinbar ein notwendiges Übel, resultierend aus dem zusätzlichen Qubit und den erhöhten Kohärenzzeiten. Bei den erkennbar schlechten Skalierungsfähigkeiten von NMR musste das zusätzliche Rauschen kompensiert werden. Es trägt wahrscheinlich auch nicht zur Kohärenz des Systems bei, dass Triangulum eine Leistungsaufnahme von 330 W hat.
Die Computer von SpinQ werden nicht die Zukunft von Quanten sein. Es ist sehr unwahrscheinlich, dass die Technologie, auf der sie basieren, eines der „gewinnenden“ Designs ist, das die Tür zum Quantencomputing nach NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum) öffnet. Angesichts dessen ist es interessant, dass sich das Unternehmen entschieden hat, diese Systeme zu entwickeln, herzustellen und anzubieten, insbesondere wenn man bedenkt, dass mehrere Unternehmen (wie IBM, Nvidia, AWS und SpinQ selbst) bereits Cloud-basierte Quantencomputer-Simulatoren anbieten. Diese ermöglichen es Benutzern, aus verschiedenen Qubit-Typen auszuwählen, und bieten außerdem deutlich erweiterte Quantencomputing-Funktionen. Alles in allem ist es unwahrscheinlich, dass dieses Angebot die Welt der Quantencomputer in Brand setzen wird. Aber es ist ein weiterer Schritt zur eigentlichen Kommerzialisierung von Quantensystemen – einer, der dazu beitragen könnte, das Interesse an diesem ach so saftigen Zweig des Rechnens zu steigern.