Auf der AWS re:Invent 2019 Konferenz am Montag kündigte Amazon die Einführung einer Quanten-Cloud-Computing-Plattform an. Nun, da Quantencomputer real sind und Berechnungen durchführen können (wenn auch nicht gut), stellen Unternehmen Plattformen vor, auf denen Wissenschaftler und andere an der Technologie Interessierte experimentieren können. Amazon’s System, genannt Braket, wird den Zugang zu drei bekannten Quantengeräten von IonQ, Rigetti und D-Wave ermöglichen. Dies ist, soweit ich weiß, der erste offizielle Schritt von Amazon in die Quantenwelt.
„Wir glauben, dass die Öffnung des Zugangs zu Quantencomputern der heutigen Stufe ein entscheidender Schritt zur Beschleunigung der Entwicklung nützlicher Anwendungen ist. Deshalb haben wir uns bei der Entwicklung von Amazon Braket für die Zusammenarbeit mit Anbietern wie D-Wave entschieden, die vielversprechende Technologien entwickelt haben, die für unsere Kunden von Interesse sind“, sagte Simone Severini, Director oder Quantum Computing bei Amazon Web Services, in einer an CPORT gesendeten Erklärung. „Gemeinsam können wir es den Forschern leichter machen, innovativ zu sein, mit dem gemeinsamen Ziel, das wahre langfristige Potenzial des Quantencomputings zu realisieren.“
Quantencomputer sind Geräte, die Algorithmen mit einer anderen Art von Mathematik ausführen als ein normaler Computer – einer, der auf den wahrscheinlichkeitsgetriebenen Gesetzen basiert, die regeln, wie subatomare Partikel interagieren. Namhafte Unternehmen wie Google, IBM und Microsoft sowie Start-ups wie IonQ und Rigetti haben diese Maschinen realisiert, die von Richard Feynman in den frühen 80er Jahren entwickelt wurden.
Heutige Quantencomputer haben mehr Potenzial als die eigentliche Funktion – sie sind schwer zu kontrollieren, laute Geräte, die schnell das Quantenverhalten verlieren können, das sie besonders für winzige Dränge aus der Umgebung macht. Sie werden nicht einen Computer bei allem schlagen, nur eine Teilmenge von Problemen, die eines Tages die Modellierung des Verhaltens von Molekülen, die Berücksichtigung großer Mengen und vielleicht die Art von Optimierungsproblemen, die von Unternehmen häufig gesehen werden, beinhalten können. Unternehmen aus dem Finanz-, Energie- und Pharmasektor haben alle Interesse am Quantencomputer gezeigt, während Regierungen an seinen potenziellen Anwendungen für Cybersicherheit und Atomwaffen interessiert sind.
Aber sobald Sie eine Maschine haben, müssen Sie sie programmieren können. Braket wird es Forschern ermöglichen, „Quantencomputer-Algorithmen zu entwickeln, zu testen und auszuführen“, sowohl auf Quantengeräten als auch auf Simulationen von Quantengeräten, so eine Amazon-Pressemitteilung. Es umfasst Tutorials und eine Lernumgebung, einen Bereich, in dem integrierte Algorithmen ausgeführt und neue getestet werden können, und ermöglicht es Benutzern, die Ausführung von Quantenprogrammen zu automatisieren. Der Name Braket kommt sicherlich von der „bra-ket“-Notation, mit der Physiker Quanteninformationen darstellen.
Braket ermöglicht es dem Benutzer, eine der drei verfügbaren Quantenmaschinen zu programmieren, von denen jede etwas anders ist. Der Ionenfallen-Quantencomputer von IonQ stellt jede Einheit der Quanteninformation als einzelnes Atom dar, das von Lasern eingeschlossen ist, und ihre Vorrichtungen sind einige der am wenigsten verrauschten, die es gibt. Der supraleitende Computer des Startups Rigetti stellt stattdessen jedes Qubit als künstliches Atom aus supraleitendem Draht dar. Der Quantenglüher von D-Wave, der ebenfalls aus Supraleitern besteht, arbeitet nach einem anderen Prinzip, das nur eine Teilmenge der Probleme lösen kann, die andere Quantencomputer bewältigen können, und sie sind hauptsächlich mit der Optimierung verbunden.
Andere Unternehmen haben bereits Dienstleistungen, bei denen Sie ihren Quantencomputer in der Cloud programmieren können: IBMs Qiskit bietet Zugang zu den verschiedenen supraleitenden Maschinen, und Google wird in Kürze seine eigenen Quantencomputer mit der Cirq-Plattform verbinden. Auch Microsoft bietet über seine Azure-Plattform Zugriff auf den IonQ-Computer, während es versucht, einen eigenen Quantencomputer zu bauen.
Die Ankündigung von Amazon unterscheidet sich darin, dass dies, soweit wir wissen, der erste Einstieg in die Quantenwelt ist. Wired berichtet, dass Amazon mit CalTech auch ein Quantenforschungszentrum eröffnen wird, und es könnte eines Tages einen eigenen Quantencomputer bauen.
Zur Erinnerung: Quantencomputer tun noch nichts Nützliches, es sei denn, Sie halten die Generierung von „zertifizierbaren Zufallszahlen“ für sinnvoll. Eine Quanten „Killer-App“ könnte ein paar Jahre – oder sogar ein paar Jahrzehnte – entfernt sein, da die Forscher versuchen herauszufinden, welche Algorithmen auf den kurzfristig geräuschvollen „NISQ-Ära“-Quantencomputern schneller sein werden als auf einem Supercomputer.
Unternehmen greifen nicht über Cloud Services auf diese Geräte zu, weil sie hoffen, Ihre Verschlüsselung zu knacken oder (noch) etwas Schlimmes zu tun. Stattdessen wird das Angebot von mehr Möglichkeiten für Forscher, auf Quantencomputer zuzugreifen, vielleicht mehr Ideen für mögliche Anwendungen hervorbringen, die früher auftauchen könnten.