Új operációs rendszer kvantum­számítógépekhez

A szoftverrel fokozható a rendszerek teljesítménye.

A ParityQC nevű innsbrucki vállalatot tavaly alapította Wolfgang Lechner fizikus és Magdalena Hauser közgazdász. A startup megoldásának alapját egy olyan fejlesztés jelenti, amelyet Lechner az innsbrucki egyetemi kollégáival, Peter Zoller és Philipp Hauke elméleti fizikusokkal közösen 2015-ben jelentett be szabadalomként. A három kutató után elnevezett LZH architektúra a kvantumszámítógépek esetében csökkenti a qubitek közötti kölcsönhatások összetettségét, ezáltal azok skálázhatók lesznek. Ilyen módon növelhető a számításokhoz használt qubitek száma és ezzel párhuzamosan a kvantumszámítógép teljesítménye.

Lechner kiemelte, hogy a qubitek közötti kölcsönhatások az architektúrájuk esetében mindig azonosak maradnak, azokat nem kell többé programozni. Az egyetlen, ami változik, az egyes qubitek programozása. A számítások az egyes chipeken egymással párhuzamosan végezhetők el. Hauser hozzátette, hogy minél egyszerűbb egy kvantumchip architektúrája, annál nagyobb az esélye annak, hogy egy jól skálázható kvantumszámítógépet lehessen építeni, amely gyorsan növekedhet 10-ről 100, 1000 vagy még több qubitre.

A szakemberek megalkották a ParityOS operációs rendszert, amely nagyon egyszerűen használható. A ParityOS nem közvetlenül a számítógépen fut, hanem egy felhőkörnyezetben és lehetővé teszi a munkát a világszerte elszórtan üzemelő kvantumszámítógépekkel. Lechner közölte, hogy az optimalizálási problémák megoldására specializálták magukat. Ide tartoznak a logisztikai cégek útvonaltervezései éppúgy, mint a gyógyszerfejlesztés vagy a termelés optimalizálása. A repülőtereken például sok órán át kalkulálják, hgoy melyik repülőgép melyik kifutópályáról hová repül és hány utast kell az egyes járatokhoz vezetni. Egy kvantumszámítógép ezt valós időben tudja kiszámítani.

A vállalkozás első ügyfelei közé tartozik az Innsbrucki Egyetem és az NEC. Az utóbbi a kvantumszámítógépekhez újonnan kifejlesztett hardverplatformján akarja használni a ParityQC megoldását. Az első eredmények jövőre várhatók. A partnerek között van még a D-Wave, a Google, a Honeywell és az IBM. Lechner szerint előnyt jelent, hogy a fejlesztés minden jelenlegi qubit-platformon alkalmazható - függetlenül attól, hogy azok szupravezető áramkörökre vagy ionokra, atomokra vagy fotonokra épülnek.

Hauser szerint a mindennapi életben 3-5 esztendőn belül jelenhetnek meg ezek a rendszerek. Jelenleg a fejlesztés az összetett problémákat megoldó különleges kvantumszámítógépek irányába tart. Egyelőre kérdéses, hogy az univerzális modellek megalkotása észszerű lenne-e. A kutatáshoz és a termékfejlesztéshez rendkívül sok pénz kell, és szükség lenne egy ökorendszer kialakítására is. Ez utóbbi még a jövő feladata.