Hardware é muito importante, quer estejamos falando sobre sistemas de computação clássicos ou usando efeitos quânticos. Mas é apenas metade da equação. O segundo, sem o qual nenhum software aplicativo funcionará, é o sistema operacional. E se os computadores comuns têm um consenso aqui, então no campo da computação quântica, uma jovem startup Riverlane, talvez, foi a primeira a pensar sobre o conceito de um único sistema operacional universal para tais sistemas.
No mundo da computação quântica, a situação agora é semelhante à era dos primeiros PCs. Não existe um sistema operacional único, nenhuma compatibilidade, nem mesmo uma única tecnologia de hardware: diferentes desenvolvedores usam soluções diferentes, usam silício, fotônica, supercondutividade ou armadilhas de qubit iônicos. Os poucos sistemas que já são usados para computação útil, por exemplo, máquinas IBM ou Google, usam seus equivalentes de SO internos, completamente escondidos dos usuários e completamente desprovidos de portabilidade para outras plataformas quânticas.
Uma jovem startup Riverlane iniciou um desafio sério – se tornar o equivalente da Microsoft no mundo da computação quântica. Sua equipe de desenvolvimento está trabalhando em um sistema operacional quântico universal chamado Deltaflow.OS. É essencialmente baseado na mesma ideia do sistema operacional clássico – em vez de trabalhar diretamente com o hardware, introduza uma camada de abstração de hardware universal (HAL), com a qual futuros desenvolvedores de software de aplicação seriam muito mais fáceis de trabalhar do que com a abordagem usada agora.
Riverlane vai além da teoria – eles demonstraram com sucesso um protótipo do Deltaflow.OS executando com sucesso a tarefa de calcular as oscilações de Rabi (a chamada nutação óptica) em um computador quântico na Universidade de Oxford. Para sistemas quânticos, tal tarefa é análoga a “hello world” para computadores clássicos e linguagens de programação. Os resultados são anunciados como impressionantes, e Riverlane afirma com segurança que seu sistema operacional irá acelerar uma série de tarefas de computação quântica em ordens de magnitude em comparação com a abordagem, por exemplo, da IBM.
Assim, as tarefas de química computacional podem funcionar 30 vezes mais rápido em máquinas quânticas do futuro próximo – Riverlane ainda não visa sistemas em um futuro distante. E quando se trata do análogo quântico da correção de erros, um elemento crítico na construção de sistemas mais poderosos, Deltaflow.OS será capaz de aumentar o desempenho em 1000 vezes.
O sistema em si é bastante multicamadas e usa CPUs clássicas e camadas intermediárias baseadas em FPGA. Mas ao contrário das camadas clássicas do Windows ou do Linux, essa abordagem não vai desacelerar, mas vai acelerar o trabalho do software, já que a parte quântica mais rápida do sistema será usada com muito mais eficiência. Além disso, o próprio processo de desenvolvimento de software será simplificado. Leia mais sobre isso no site da Riverlane.
Um consórcio anteriormente fundado por Riverlane, que inclui outras startups quânticas como Oxford Quantum Circuits e grandes jogadores como a Hitachi Europe, já conseguiu garantir £ 7,6 milhões em financiamento do governo do Reino Unido. E a julgar pelos resultados apresentados, esse dinheiro não foi desperdiçado. Prevê-se a instalação do Deltaflow.OS em todos os futuros sistemas quânticos britânicos, desde que sua versatilidade o permita. A abordagem de Riverlane foi confirmada por pelo menos um desenvolvedor de hardware quântico, Oxford Ionics.
No entanto, existe outra abordagem baseada em nuvem para o problema da disponibilidade da computação quântica. Por exemplo, a Amazon introduziu o serviço Bracket, que permite desenvolver e depurar programas para as plataformas D-Wave, IonQ e Rigetti. Além disso, simuladores como o Atos Quantum Learning Machine ainda precisam ser usados antes da adoção em massa.
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