Na veletrhu CES 2019 představilo IBM svůj Q System One, první integrovaný univerzální kvantový počítačový systém na světě pro vědecké a obchodní využití. IBM plánuje otevřít své první IBM Q Quantum Computation Center pro komerční klienty v Poughkeepsie v New Yorku ještě letos.
Systémy IBM Q jsou navrženy tak, aby jednoho dne řešily problémy, které jsou v současné době považovány za příliš složité pro klasické systémy. Budoucí aplikace kvantové výpočetní techniky mohou zahrnovat nalezení nových způsobů modelování finančních dat a oddělení klíčových globálních rizikových faktorů za účelem dosažení lepších investic nebo nalezení optimální cesty v celosvětových systémech pro vysoce efektivní logistiku a optimalizaci provozu vozového parku.
Systém IBM Q System One, navržený vědci IBM, systémovými inženýry a průmyslovými návrháři, má sofistikovaný, modulární a kompaktní design optimalizovaný na stabilitu, spolehlivost a nepřetržité komerční využití. IBM Q System One vůbec poprvé umožňuje, aby univerzální supravodivé kvantové počítače fungovaly mimo hranice výzkumné laboratoře.
IBM Q System One se skládá z několika komponent, které společně slouží jako nejvyspělejší kvantový počítač provozovaném v cloudovém prostředí, včetně:
- Kvantový hardware je navržený tak, aby byl stabilní a automaticky kalibrován tak, aby poskytoval opakovatelné a předvídatelné vysoce kvalitní qubity.
- Kryogenní inženýrství dodává kontinuální chladné a izolované kvantové prostředí.
- Vysoce přesná elektronika v kompaktních tvarech pro ovládání velkého množství qubitů.
- Kvantový firmware pro správu stavu systému a umožnění upgradu systému bez výpadků pro uživatele.
- Klasický výpočet pro zajištění bezpečného cloudového přístupu a hybridního provádění kvantových algoritmů.
Výpočetní centrum IBM Q Quantum Computation Center
Centrum IBM Q Quantum Computation Center, které bude otevřeno v Poughkeepsie v New Yorku, rozšíří komerční kvantový počítačový program IBM Q Network, který již zahrnuje systémy ve Výzkumném centru Thomas J. Watsona v Yorktownu v New Yorku. Toto nové centrum bude obsahovat některé z nejmodernějších kvantových počítačových systémů na bázi cloudu, které budou přístupné členům sítě IBM Q Network, světové společnosti předních společností Fortune 500, začínajících společností, akademických institucí a národních výzkumných laboratoří spolupracujících s IBM. Je zde vazba na kvantové výpočty a průzkum praktických aplikací pro podnikání a vědu.
Návrh IBM Q System One
Společnost IBM sestavila tým ze světových výrobců průmyslových návrhářů, architektů a výrobců, aby společně s vedoucími výzkumu IBM a systémovými inženýry navrhli IBM Q System One. Na návrhu se podíleli britská průmyslová a interiérová studia Map Project Office a Universal Design Studio. Dále i Goppion, milánský výrobce špičkových řešení pro muzea, která chrání z nejcennější světové umělecké předměty včetně Mony Lisy v Louvru a korunovační klenoty v Tower of London.
Společně tak navrhli první kvantový systém pro konsolidaci tisíců komponent do skleněného, vzduchotěsného prostředí postaveného speciálně pro obchodní účely, což je milník ve vývoji komerčních kvantových počítačů.
Tento integrovaný systém má za cíl řešit jeden z nejnáročnějších aspektů kvantové výpočetní techniky: průběžně udržovat kvalitu qubitů používaných k provádění kvantových výpočtů. Výkonné, přesto jemné, qubity rychle ztrácejí své speciální kvantové vlastnosti zpravidla do 100 mikrosekund (pro nejmodernější supravodivé qubity), částečně kvůli okolním vibracím, teplotním výkyvům a elektromagnetickým vlnám propojeného zařízení. Ochrana před tímto rušením je jedním z mnoha důvodů, proč kvantové počítače a jejich komponenty vyžadují špičkové inženýrství a dokonalou izolaci.
Konstrukce produktu IBM Q System One zahrnuje 275 cm vysoký skleněný díl tloušťky 9,5 cm, který tvoří vzduchotěsný kryt, jež se bez námahy otevírá pomocí rotačního převodu tak, aby se zjednodušila údržba a upgrady systému a minimalizovaly se dobu prostojů.
Řada vzájemně nezávislých hliníkových a ocelových rámů pak odděluje kryostatický systém, řídicí elektroniku a vnější plášť, čímž se zabraňuje případnému rušení vibracemi, které vedou k „fázovým posunům“.
