Kuinka NC State suunnittelee kvanttilaskennan tulevaisuutta

Kvanttilaskennan kehityksen nopeuttamiseksi North Carolina State University ja IBM antavat teknologian alan tulevan työvoiman – korkeakouluopiskelijoiden – käsiin. Uusi kvanttilaskentaa koskeva opetussuunnitelma ja tutkimus, jonka mahdollistaa IBM:n ensimmäinen yliopistopohjainen kvanttilaskentakeskus Pohjois-Amerikassa NC Statessa, esittelee opiskelijoille tekniikkaa, joka asiantuntijoiden mukaan muokkaa tietojenkäsittelyä tulevina vuosina.

NC Staten Q Hub - joka tunnetaan virallisesti yhtenä IBM:n seitsemästä "IBM Q Network Hubista" - käynnistettiin yliopistossa viime lokakuussa yrityksen ensimmäisenä kumppanuus kvanttilaskentaan pohjoisamerikkalaisen yliopiston kanssa. Keskitin on ensisijaisesti pilvipohjainen portaali IBM:n kvanttilaskentaverkkoon, joka on avoin kaikille tutkijoille tai opiskelijoille, jotka ovat inspiroituneet käynnistämään projektin seuraavan sukupolven tietojenkäsittelyn kanssa.

Kvanttilaskentatekniikka on lapsenkengissään, sanoi Bob Sutor, IBM:n kvanttistrategian johtaja, mutta tutkimusten aikajana on läpimurto viiden vuoden sisällä, aivan kuten monet NC:n osavaltion nykyisistä opiskelijoista tulevat työelämään.

"Tämä toimiala on räjähdysmäisessä kasvussa, ja maailmassa on vain muutamia ohjelmia, jotka suorittavat kvanttilaskentaan valmistautuneita ja perillä olevia jatko-opiskelijoita", sanoi Dan Stancil, IBM Q Hubin johtaja NC Statessa. "Seuraavien 5–10 vuoden aikana tulee olemaan todellinen pula kyvyistä."

Kvanttilaskenta käyttää kubitteja, jotka voivat sisältää useita tiloja samanaikaisesti, sen sijaan, että diskreetit ykköset ja nollit ohjaisivat perinteisten tietokoneiden logiikkaa, mikä mahdollistaa eksponentiaalisesti nopeammat käsittelynopeudet.

Osana IBM:n ja yliopiston välistä kumppanuutta tiedekunnan jäsenille ja tutkijoille myönnetään pääsy IBM:n kvanttilaskentaverkkoon, jossa he voivat työskennellä minkä tahansa tutkimuksen tai projektin parissa. IBM:lle hyöty on yksinkertainen – mitä enemmän ihmisiä tutkii ja ylittää kvanttilaskennan rajoja, sitä nopeammin teknologia kehittyy.

"Se hajauttaa lähestymistapaa, jotta paikalliset asiantuntijat voivat tehdä yhteistyötä tarpeen mukaan", Sutor sanoi. "Näiden korkean teknologian keskukset, jotka edistävät kvanttilaskentaa lähes kaikilla mahdollisilla tavoilla, on tapa levitä ympäri maailmaa."

Useat yliopiston tarjoamat kurssit sisältävät kvanttikeskuksen, ja ylläpitäjät sanovat, että suunnitelmia on lisätä. Stancil sanoi, että opiskelijat ja opettajat eri tieteenaloista voisivat löytää tekniikalle käyttöä, mukaan lukien kemia, fysiikka, matematiikka, tietojenkäsittelytiede ja tekniikka.

"Alimmalla tasolla järjestelmän käyttö ja koneen ohjelmointi on hyvin yleistä kaikilla näillä alueilla", Stancil sanoi. "Se, miten käytät tiettyjä sovelluksia ja ohjelmia, voi olla erikoisempaa. Niiden tietokoneiden käytössä on merkittävä yhteinen perusta, jota voimme kaikki jakaa ja joiden kanssa voimme olla vuorovaikutuksessa."

Opiskelijat, jotka eivät ole ilmoittautuneet kvanttikeskitintä käyttävälle luokalle, voivat itsenäisesti hakea tutkimusta sellaisen tiedekunnan jäsenen kanssa, joka tekee sen. Stancil sanoi, että yliopistossa keskustellaan vakavasti myös sivuainesta kvanttilaskentaan ja harkitaan maisterin tutkintoa, mutta uudet luokat eivät ole ainoa tapa sisällyttää tekniikkaa. Se voidaan lisätä kursseille, joissa jo opetetaan perinteistä tietojenkäsittelyä, hän sanoi.

IBM on myös asentanut kvanttikeskittimiä Oxfordin yliopistoon Englannissa ja laitoksissa Australiassa ja Japanissa. Raleighissa sijaitsevassa teknologiavauhdissa Research Triangle Parkissa, NC Statessa, on mahdollisuudet hyödyntää paikallisia yrityskumppanuuksia. Yliopistolla on yli 70 yritys- ja hallitusyhteistyötä, mukaan lukien sopimus IBM:n kanssa. Stancil sanoo, että Q Hub on tapa tuoda nämä kumppanit yhteen.

"Haluamme käyttää niitä keskipisteenä koko yliopiston laajuisen yhteisön rakentamisessa kvanttilaskentaan", hän sanoi. "Kun tuomme teollisia kumppaneita työskentelemään kanssamme kvanttilaskennan parissa, se on myös vuorovaikutuksen kokoontumispaikka siellä."

Toimittajan korjaus: IBM Q Network Hubeja on seitsemän, ei viisi.