D-Wave Systems je kanadská společnost specializující se na stavbu kvantových počítačů . Počítače D-Wave nejsou univerzální kvantové počítače, ale kalkulačky vhodné pro určité úlohy [1] . Počítače D-Wave byly pro výzkumné účely zakoupeny společnostmi Google , Lockheed Martin a Temporal Defense Systems a také NASA .
Od roku 2007 společnost oznámila vytvoření různých verzí kvantového počítače: 16 qubit - Orion [2] [3] , 28 qubit v listopadu 2007 [4] , D-Wave Onese 128-qubitovým čipem v květnu 2011 [5] , procesor Vesuvius s 512 qubity na konci roku 2012 [6] , přes 1000 qubitů v červnu 2015 [7] . Společnost obdržela investice z mnoha zdrojů, například 17 milionů amerických dolarů v lednu 2008 [8] a distribuovaný výpočetní systém AQUA@home ( Adiabatické QU antum Algorithms ) [9] byl také proveden za účelem testování optimalizačních algoritmů pro adiabatické D-Wave. supravodivé kvantové počítače .
Od 20. května 2011 společnost D-Wave Systems prodává za 11 milionů $ kvantový počítač D-Wave One (128 qubitů) , který řeší jediný problém - diskrétní optimalizaci [10] . Mezi zákazníky D-Wave patří Lockheed Martin (od května 2011), smlouva se týká provádění komplexních výpočtů na kvantových procesorech a zahrnuje údržbu kvantového počítače D-Wave One [11] .
V lednu 2014 publikovali vědci z D-Wave článek, ve kterém uvedli, že pomocí metody qubit tunneling spectroscopy [12] prokázali existenci kvantové koherence a provázanosti mezi samostatnými podskupinami qubitů (o velikosti 2 a 8 prvků) v procesoru při výpočtech [13] .
D-Wave počítače fungující na principu kvantové relaxace ( kvantové žíhání ) mohou řešit extrémně omezenou podtřídu optimalizačních problémů a nejsou vhodné pro implementaci tradičních kvantových algoritmů a kvantových hradel [14] (Quantum Annealing [15] ).
Provozní teplota supravodivých čipů v zařízeních D-Wave je cca 20 μK, dochází k důkladnému odstínění od vnějších elektrických a magnetických polí [16] [17] .
Náklady na "2000-qubitový" počítač D-Wave 2000Q, představený v lednu 2017, jsou 15 milionů $. [18]
Podle hlavního architekta počítačů D-Wave, absolventa MSU Pavla Bunyka, společnost v roce 2018 vyvíjí 4000qubitový stroj, kde jsou qubity organizovány do shluků po 16 qubitech. Uvedl také, že společnost věnuje významnou pozornost aplikaci kvantových počítačů v oblasti umělé inteligence a na tomto úkolu pracuje zhruba čtvrtina programátorů společnosti. [19] [20]
V září 2019 společnost D-Wave oznámila vydání 5000-qubitového kvantového počítače Advantage , které by se mělo očekávat v roce 2020. [21]
D-Wave předvedli na svých počítačích řešení některých problémů, například rozpoznávání vzorů (8. prosince 2009 na konferenci NIPS za účasti Hartmuta Nevena[22] , studie tří -rozměrný tvar proteinu ze známé aminokyselinové sekvence (srpen 2012) [23] .
Kvantové počítače D-Wave Systems byly kritizovány některými výzkumníky. Takže docent na Massachusetts Institute of Technology Scott Aaronson v roce 2012 prohlásil, že D-Wave nemůže dokázat ani to, že jeho počítač řeší jakékoli problémy rychleji než konvenční počítač, ani že 128 použitých qubitů lze uvést do stavu kvantového zapletení . . Pokud qubity nejsou v provázaném stavu, pak se nejedná o kvantový počítač [24] .
V květnu 2013 oznámila profesorka z Amherst College v Novém Skotsku Catherine McGeoch své výsledky srovnávající počítač D-Wave One poháněný Vesuvem s tradičním mikroprocesorovým počítačem Intel . V prvním testu jednu z úloh třídy QUBO , dobře přizpůsobené struktuře procesoru, dokončil počítač D-Wave One za 0,5 sekundy, zatímco počítač s procesorem Intel zabral 30 minut (3600násobný nárůst rychlosti ). Ve druhém testu byl potřeba speciální program, který problém „přeložil“ do jazyka počítače D-Wave a rychlost výpočtu obou počítačů byla přibližně stejná. Ve třetím testu, který rovněž vyžadoval „překladový“ program, vyřešil počítač D-Wave One 28 z 33 úloh za 30 minut, zatímco počítač na bázi Intelu našel řešení pouze pro 9 problémů [25] .
V prosinci 2015 experti Google potvrdili, že podle jejich výzkumu počítač D-Wave využívá kvantové efekty. V počítači „1000 qubitů“ jsou qubity ve skutečnosti organizovány do shluků po 8 qubitech. To však umožnilo dosáhnout 100 milionkrát rychlejšího výkonu (ve srovnání s konvenčním počítačem) v jednom z algoritmů. [26]