The Revolutionary Quantum Computer That May Not Be Quantum at All
McGeoch pitted the D-Wave against three pieces of off-the-shelf software… D-Wave’s machine matched the competition—and in one case dramatically beat it… For the first time, D-Wave had seemingly objective evidence that its machine worked quantum magic.
That’s when its troubles began. Quantum scientists had long been skeptical of D-Wave. Academics tend to get suspicious when the private sector claims massive leaps in scientific knowledge… That changed when Lockheed Martin and USC acquired their quantum machine in 2011.
The first question was simple: Was the D-Wave system actually quantum? It might be solving problems, but if noise was disentangling the qubits, it was just an expensive classical computer… Daniel Lidar… ran thousands of instances of a problem on the D-Wave and charted the machine’s “success probability”—how likely it was to get the problem right—against the number of times it tried. The final curve was U-shaped. In other words, most of the time the machine either entirely succeeded or entirely failed. When he ran the same problems on a classical computer with an annealing optimizer, the pattern was different: The distribution clustered in the center, like a hill; this machine was sort of likely to get the problems right. Evidently, the D-Wave didn’t behave like an old-fashioned computer. Lidar also ran the problems on a classical algorithm that simulated the way a quantum computer would solve a problem. The simulation wasn’t superfast, but it thought the same way a quantum computer did. And sure enough, it produced the U, like the D-Wave shape. At minimum the D-Wave acts more like a simulation of a quantum computer than like a conventional one.
But to really be called a quantum computer, you also have to be, as Aaronson puts it, “productively quantum”… Quantum scientists pointed out that McGeoch hadn’t orchestrated a fair fight. D-Wave’s machine was a specialized device built to do optimizing problems. McGeoch had compared it to off-the-shelf software.
Matthias Troyer… tapped programming wiz Sergei Isakov to hot-rod a 20-year-old software optimizer designed for Cray supercomputers. …Troyer and Isakov’s team fed tens of thousands of problems into USC’s D-Wave and into their new and improved solver on an Intel desktop. This time, the D-Wave wasn’t faster at all. In only one small subset of the problems did it race ahead of the conventional machine. Mostly, it only kept pace. What’s worse, as the problems got harder, the amount of time the D-Wave needed to solve them rose—at roughly the same rate as the old-school computers. This, Troyer says, is particularly bad news. If the D-Wave really was harnessing quantum dynamics, you’d expect the opposite. As the problems get harder, it should pull away from the Intels. Troyer and his team concluded that D-Wave did in fact have some quantum behavior, but it wasn’t using it productively. Why? Possibly, Troyer and Lidar say, it doesn’t have enough “coherence time.” For some reason its qubits aren’t qubitting—the quantum state of the niobium loops isn’t sustained. One way to fix this problem, if indeed it’s a problem, might be to have more qubits running error correction.
Rose’s response to the new tests: “It’s total bullshit.” D-Wave, he says, is a scrappy startup pushing a radical new computer, crafted from nothing by a handful of folks in Canada. From this point of view, Troyer had the edge… But what about the speed issues? “Calibration errors,” he says… Or here’s another way to look at it, he tells me. Maybe the real problem with people trying to assess D-Wave is that they’re asking the wrong questions. Maybe his machine needs harder problems.
In one sense, this sounds like a classic case of moving the goalposts. D-Wave will just keep on redefining the problem until it wins. But D-Wave’s customers believe this is, in fact, what they need to do.
เราติดตามเหตุการณ์ส่วนใหญ่ในนี้จากรายงานสดในบล็อกของ Scott Aaronson (โดยเฉพาะโพสท์นี้) ที่นอกจากนี้ยังมี correspondences อื่นๆระหว่าง Aaronson, นักวิทยาศาสตร์ที่วิจัยเครื่องคอมพิวเตอร์ D-Wave, กับ Rose อีก (และอย่าพลาดคอมเมนต์ถ้าสนใจรายละเอียด)
ถ้าจะมีบทเรียนของเรื่องนี้ก็คือที่ก็รู้ๆกันอยู่แล้วแต่เราอยากจะเน้นย้ำ
1. ไม่ว่าใครอยากพูดอะไรก็พูดได้โดยไม่ต้องมีหลักฐานสนับสนุน คนที่พูดเสียงดังที่สุด สุดโต่งที่สุด ไม่ใช่คนที่ถูกต้องที่สุด และเราต้องจับตาดูว่าเมื่อไรคนแบบนั้นจะต้องกลืนน้ำลายตัวเอง
แต่ตอนนี้ Daniel Lidar สรุปว่าสิ่งที่เครื่องจักร D-Wave ต้องการมากที่สุดคือ error correction ที่ใช้กันใน gate model!
2. การที่สินค้าขายได้ไม่ได้หมายความว่ามันใช้ได้ การทดสอบด้วยกระบวนการวิทยาศาสตร์ไม่สนว่าอะไรจะโด่งดัง มีคนสรรเสริญมากขนาดไหน ตอนแรกมีคนพูดกันว่า “ถ้ามันไม่ดีจริง Google กับ Nasa จะจ่ายเงินเป็น 10 ล้านดอลลาร์ซื้อเหรอ?”
ขอโทษครับ Rose คุณขายของสำเร็จ แต่คุณก็ยังผิดอยู่ดี
3. บทความที่เป็นกลาง,ที่เอาข้อมุลมาพูดทั้งหมดแบบนี้เป็นส่วนน้อยของบทความทั้งหมด บทความส่วนใหญ่พยายามจะ “เป็นกลาง” โดยยกข้อมูลทั้งสองด้านของข้อโต้แย้งมา โดยที่ไม่รู้ว่าบางทีสองด้านนั้นไม่ได้มีเหตุผลเท่ากัน หรือมันไม่ได้มีสองด้านตั้งแต่แรก บางทีก็ต้องมีบทความที่เอียงไปยังด้านที่คนตอนนั้นส่วนใหญ่ไม่เอียงไปเพื่อทำให้สมดุล เช่น D-Wave’s Dream Machine ใน Inc. ที่ไม่ปราณีที่จะวาดภาพด้านลบของ Rose
Troyer… believes scientific rigor and transparency are being clouded by Rose’s commercial ambitions and “hype,” and he fears that Rose’s overreach could tarnish the entire field of quantum computing research, setting it back years.
“That’s total bullshit,” says Rose, on hearing that his computer may have a flaw–possibly a fatal one–in its architecture. Suddenly he sounds not at all like the man who felt intellectually inferior back in grad school.
If there is no detectable scent of fear hanging over the D-Wave offices, that’s because, in Rose’s mind, there has “never been a question that this thing will succeed.” Engineering will win the day. He and his crew will iterate the nonbelievers into submission. “In 10 years, virtually everybody in the world will be using a product that was designed on one of our machines,” he vows. “We are going to become one of the most significant companies in the world. I’m pretty sure of that now. It’s just a matter of time.” Time, unfortunately, has a tendency to take down even the fiercest opponent.
สุดท้ายนี้ ถึงแม้ว่าเกือบทุกอย่างที่เราพูดในโพสท์นี้ทำให้ D-Wave ดูแย่ ขอบอกว่าสิ่งเดียวที่แย่คือการพูดเกินจริงของฝ่ายประชาสัมพันธ์เท่านั้น การประดิษฐ์สิ่งใหม่โดยไม่รู้ว่ามันจะเอาไปใช้อะไรได้เป็นเรื่องปกติของงานวิจัย ไม่ใช่เรื่องผิดและเป็นงานวิศวกรรมชั้นเยี่ยมของ D-Wave!
อย่างน้อยที่สุดเครื่องคอมพิวเตอร์ D-Wave ก็เป็นตัวอย่างจริงที่จะทดสอบว่าเรารู้ความแตกต่างของคอมพิวเตอร์ธรรมดาและควอนตัมแค่ไหน
อีกเรื่องที่ไม่เกี่ยวกันซะทีเดียวคือ Google เพิ่งออก Quantum Computing Playground ที่ให้เขียนโค๊ดจำลองควอนตัมคอมพิวเตอร์ใน gate model บน browser ได้ จำกัดอยู่ที่ 8 qubits ถ้าอยากเล่นแต่ไม่รู้จะเริ่มต้นยังไง แนะนำให้ดู Step-by-step demo สั้นๆ (สั้นมาก) แล้วทุกอย่างที่เหลือเปิด Examples ดูเอา
บนเน็ตมีคอมเมนต์ว่า แหม ทำไม Google ถึงเปิดตัว simulator ของ gate model ที่ Geordie Rose เกลียดนักเกลียดหนาล่ะ… 😉
One Quantum at a Time 