Jim Clark, direktor sa quantum hardware sa Intel, uban sa usa sa mga quantum processors sa kompanya. Litrato; Intel
- Ang mga kompyuter sa quantum usa ka hilabihan ka kulbahinam nga teknolohiya nga naghupot sa saad sa pagmugna og gamhanan nga mga kapabilidad sa pagkompyuter aron masulbad ang mga problema kaniadto nga dili masulbad.
- Ang mga eksperto nag-ingon nga ang IBM nanguna sa quantum computing, mao nga ang Google, Intel, Microsoft ug usa ka panon sa mga startup ubos sa impluwensya niini.
- Ang mga mamumuhunan nadani sa mga startup sa quantum computing, lakip ang IonQ, ColdQuanta, D-Wave Systems ug Rigetti, nga mahimong makabalda sa merkado.
- Bisan pa, adunay usa ka kuha: ang mga modernong quantum computer sa kasagaran dili ingon ka kusgan o kasaligan sama sa mga supercomputer karon, ug nanginahanglan usab sila mga espesyal nga kondisyon sa pagsugod ug pag-boot.
Niadtong Enero, ang IBM mihimo og mga balud sa dihang gipahibalo niini ang IBM Q System One, ang unang quantum computer sa kalibutan nga magamit alang sa negosyo. Ang aparato gibutang sa usa ka makuti nga baso nga sulud nga adunay volume nga 9 cubic feet.
Kini usa ka importante nga milestone alang sa quantum computers, nga nahimutang gihapon sa research laboratories. Sumala sa IBM, ang mga pumapalit nangita na sa pagkuha sa ilang mga kamot sa teknolohiya, nga nagpakita sa saad sa lain-laing mga dapit: chemistry, mga materyales sa siyensiya, food manufacturing, aerospace, drug development, stock market forecasting ug bisan climate change.
IBM Q System Usa. Litrato: IBM
Ang rason alang sa kahinam mao nga ang usa ka quantum computer adunay daw mahika nga mga kabtangan nga nagtugot niini sa pagproseso sa exponentially sa dugang nga impormasyon kay sa usa ka conventional nga sistema. Ang usa ka quantum computer dili lang usa ka paspas kaayo nga computer; mas tukma, kini usa ka hingpit nga lahi nga paradigma sa kompyuter nga nanginahanglan radikal nga paghunahuna pag-usab.
Ang modaog sa lumba sa teknolohiya mao ang kompanya nga nagpahimulos sa mga oportunidad nga gihatag sa kini nga teknolohiya. Ang IBM, Microsoft, Google ug uban pang mga tech nga higante, ingon man ang mga startup, nagpusta niini nga teknolohiya.
Gipangutana sa Business Insider ang IBM Q Strategy ug Bise Presidente sa Ecosystem nga si Bob Sutor kon unsaon paghimo niini nga mga sistema nga ma-access sa mga tawo: Sa unsang paagi ma-access kini sa mga tawo? Sa unsang paagi makakat-on ang daghang mga tawo sa paggamit sa mga quantum computer aron mahimo ang ilang mga buluhaton?
Adunay gamay nga higayon nga makakita sa mga quantum computer sa opisina bisan unsang orasa sa dili madugay. Ang mga eksperto nga among gisultihan sa pagtuo nga bisan pa nga magamit sa IBM, kini usa pa nga lima hangtod napulo ka tuig sa wala pa ang quantum computing tinuod nga moigo sa mainstream. Ang IBM Q System One sa pagkakaron anaa lamang isip usa ka cloud computing nga serbisyo sa pagpili sa mga kustomer. Moabut pa ang pipila ka panahon sa dili pa ang mga tawo makapalit usa ka butang nga sama niini ug magamit kini alang sa ilang kaugalingon nga katuyoan.
Sa pagkatinuod, ang mga eksperto nag-ingon nga ang quantum nga mga kompyuter nagpakitag dakong saad, apan sila layo sa mass production. Sila hilabihan ka huyang ug nagkinahanglan og espesyal nga mga kondisyon sa pagtrabaho. Dugang pa, ang mga quantum computer karon dili sama ka kasaligan o ingon ka gamhanan sa mga kompyuter nga naa na kanato.
"Kami nagtuo nga sa mga napulo ka tuig, usa ka quantum computer ang magbag-o sa imong kinabuhi o sa akoa," Jim Clark, direktor sa quantum hardware sa Intel, misulti sa Business Insider. — Sa pagkatinuod, anaa na lang kita sa unang milya sa marathon. Wala kana magpasabut nga wala kami nabalaka bahin niini. ”
Unsa ang quantum computer?
Si Bill Gates kas-a miingon nga ang matematika luyo sa quantum labaw sa iyang pagsabot, apan dili tanan miuyon.
"Kini usa ka gamay nga sayop nga pagsabut nga ang quantum physics usa ka pisika ug kini komplikado kaayo," si Chris Monroe, CEO ug co-founder sa IonQ, nagsulti sa Business Insider. "Ang nakapahimo niini nga dili masabtan sa daghang mga tawo mao nga kini dili masabtan, apan kini dili masabtan alang kanako sama kanimo." Kung ang usa ka butang mahimo sa usa ka superposisyon, kini nagpasabut nga mahimo kini sa duha ka estado sa parehas nga oras. Katingad-an kini tungod kay wala kami makasinati niini sa tinuud nga kalibutan."
Ang mga kompyuter nga among gigamit nagpakita sa datos isip usa ka string sa 1s o 0s nga gitawag og binary code. Bisan pa, ang usa ka quantum computer mahimong magrepresentar sa datos ingon 1, 0, o, labing hinungdanon, ang duha nga mga numero sa parehas nga oras.
Kung ang usa ka sistema mahimong naa sa labaw sa usa ka estado sa parehas nga oras, kini gitawag nga "superposisyon," usa sa daw mahika nga mga kabtangan sa quantum computing. Ang laing importanteng prinsipyo dinhi mao ang "pag-entanglement", nga usa ka quantum property nga nagtugot sa duha ka partikulo sa paglihok sa hingpit nga pag-sync, bisan unsa pa ka layo ang ilang gibulag sa pisikal.
Ingon sa gipatin-aw sa Scientific American, kining duha ka mga hiyas naghiusa sa paghimo og kompyuter nga makaproseso ug mas daghang datos nga dungan kay sa bisan unsang sistema sa merkado karon.
Ang gahum sa usa ka quantum computer gisukod sa qubits, ang sukaranan nga yunit sa pagsukod sa usa ka quantum computer. Sama nga ang mga modernong kompyuter adunay 32-bit o 64-bit nga mga processor (usa ka sukod kung pila ang datos nga ilang maproseso sa usa ka higayon), ang usa ka quantum computer nga adunay daghang mga qubit adunay labi ka daghang gahum sa pagproseso.
Sulod sa usa ka quantum computer. Litrato: IBM
Ang langit mao ang limitasyon
Ang tanan niini nagpasabut nga ang usa ka quantum computer makasulbad sa mga problema nga kaniadto limitado sa gahum sa pag-compute.
Pananglitan, ang usa ka quantum computer dili makasulbad sa bantog nga nagbiyahe nga problema sa salesman, usa ka komplikado nga problema sa pagkalkula nga nanginahanglan pagpangita sa labing kadali nga ruta tali sa daghang mga lungsod sa dili pa mopauli. Morag yano ra, apan kung imong tan-awon kini sa matematika, ang pagpangita sa usa ka labing maayo nga agianan mahimong labi ka lisud samtang magdugang ka daghang mga lungsod sa ruta niini.
Ingon usab, ang usa ka quantum computer mahimong makalusot sa pinakalisud, labing makagugol sa oras nga mga problema, pag-ayag sa daghang mga datos sa pinansyal, parmasyutiko, o klima aron makit-an ang labing maayo nga mga solusyon. Sa tinuud, ang quantum startup D-Wave nakigtambayayong na sa Volkswagen aron analisahon ang mga pattern sa pagmaneho ug pag-ayag sa daghang kasaba aron makuha ang ilawom sa mga butang.
Ang kapuslanan niini sa natad sa cryptography gihisgutan. Ang usa ka quantum nga kompyuter makahimo sa pag-master sa usa ka pamaagi sa pag-encrypt nga lahi sa usa ka nahibal-an kaniadto nga cipher, nga nagtugot niini nga dali nga mahibal-an bisan ang mga sekreto sa estado. Adunay dako nga interes gikan sa global nga mga gobyerno niining mapuslanon nga bahin, samtang ang mga aktibista nahadlok nga ang pag-abut sa quantum computing makaguba sa pribasiya.
Problema sa pisika
"Tungod kay ang quantum computing anaa pa sa unang mga yugto niini, adunay daghang impormasyon nga nagpabilin nga wala mapamatud-an," miingon si Matthew Briss, bise presidente sa R&D sa Gartner. "Apan ang mga pumapalit nangita na alang sa mga aplikasyon aron mahibal-an ang kompetisyon nga mga bentaha sa quantum computing alang sa ilang negosyo," ingon niya.
Bisan pa sa tanan nga hype, ang mga eksperto nagtuo nga ang mga quantum computer layo ra sa nanguna sama sa mga PC kaniadtong 1950s. Siyempre, sila nagkakusog, apan hinay-hinay.
"Ang quantum computing mahimong itandi sa usa ka hinay nga paglihok nga tren," si Brian Hopkins, bise presidente ug punoan nga analista sa Forrester, nagsulti sa Business Insider. "Kung maglihok siya usa ka pulgada matag segundo, unya sa usa ka bulan molapas na siya duha ka pulgada matag segundo." Sa dili madugay magsugod siya sa paglihok nga mas paspas."
Ang dako nga problema karon mao nga ang usa ka quantum computer dili makahimo sa bisan unsa nga dili mahimo sa usa ka klasikal nga kompyuter. Ang industriya nagpaabut sa usa ka higayon nga gitawag nga quantum supremacy, kung ang mga kompyuter sa quantum molapas sa mga limitasyon karon.
"Kung ang mga kostumer moabut kanamo, ang panguna nga butang nga ilang gisulti kanamo mao nga dili nila igsapayan kung unsa kini nga modelo basta kini mapuslanon alang sa ilang negosyo," ingon ang analista nga si Briss. — Wala’y modelo nga mahimong makalabaw sa klasikal nga mga algorithm. Kinahanglan gyud nga maghulat kami hangtod ang quantum computer hardware magsugod sa pag-uswag. ”
Ang kauban sa IBM Research nga si Katie Pooley nagsusi sa cryostat nga nagtabang sa mga quantum computer nga mapaubos ang ilang temperatura. Litrato: Andy Aaron, IBM
Ang dakong problema nagpabilin ang kakulang sa gahum sa pag-compute. Gituohan nga ang quantum supremacy nanginahanglan usa ka kompyuter nga adunay gahum nga 50 qubits. Bisan kung kini nga milestone nakab-ot sa laboratoryo, dili kini permanente ug dili mapadayon. Sa tinuud, ang mga qubit mahimo’g mapailalom sa mga sayup ug dili lig-on, nga mosangput sa mga problema sa ilang henerasyon ug makunhuran ang ilang potensyal.
Ang laing importante nga butang mao ang dugang nga materyal. Ang mga quantum computer kinahanglang hingpit nga mahimulag gikan sa ilang palibot aron makalihok ug nagkinahanglan ug ubos kaayo nga temperatura. Bisan ang pinakagamay nga mga vibrations mahimong hinungdan sa pagkahugno sa mga qubit, paglabay niini gikan sa superposition, sama sa usa ka bata nga nanuktok sa usa ka lamesa hinungdan sa pagtuyok sa mga sensilyo nga mahulog sa lamesa.
Ang nangaging mga quantum computer, sama sa IBM Q System One, hilabihan ka dako nga ang gikinahanglan nga pag-inusara ug pagpabugnaw nga mga kondisyon nahimong usa ka tinuod nga hagit. Ang pagpalala niini nga problema mao ang kakulang sa gikinahanglan nga mga sangkap: mga superconducting cable ug ubos nga temperatura nga mga refrigerator. Anaa sila sa grabe nga kakulang.
Sa katapusan, kini nagpasabut nga bisan kung ang kahibalo nag-uswag ug ang teknolohiya nag-uswag, ang quantum computing dili gihapon praktikal nga mahimo.
"Usa sa mga hagit sa akong grupo sa trabaho mao ang pagmaniobra sa mga materyales, silicon, metal, aron makahimo kami usa ka homogenous nga palibot," miingon si Clark sa Intel. - Kini sa batakan ang labing kaayo nga teknolohiya sa semiconductor. Ang mga teknolohiya nga atong gikinahanglan sa paghimo sa quantum computing sa gidak-on wala pa.
Ang laing problema mao nga ang quantum nga mga kompyuter adunay dili ikalimod nga potensyal nga makahatag sa wala damha nga gahum sa pag-compute. Bisan pa, wala’y daghang mga tawo sa kalibutan nga adunay tinuud nga kasinatian sa pagprograma o pag-operate niini nga mga sistema, ug ang mga potensyal nga pumapalit nadani nga naningkamot nga mahibal-an kung giunsa kini gamiton.
Ang Dakong Quantum Race
Ang mga analista nag-ingon nga ang IBM sa pagkakaron nanguna sa quantum computing race salamat sa limitado nga komersyal nga pagkaanaa sa IBM Q System One. Tungod kay kini ma-access pinaagi sa panganod, ang IBM mahimong mamentinar niining mga espesyal nga kondisyon aron magpabilin kining quantum computer nga naglihok samtang gitugotan gihapon ang pinili nga mga kustomer sa paggamit niini.
"Sa akong hunahuna [ang quantum computer sa IBM] nag-uyog," miingon ang analista nga si Briss. "Sa akong hunahuna ang quantum computing ingon usa ka modelo sa serbisyo mao ang husto nga modelo." Pinaagi sa pagbutang niini sa usa ka sudlanan ug pag-atiman niini nga espesipiko, naningkamot gyud sila nga mapauswag ang kalidad niini.
Si Sarah Sheldon ug Pat Gumann sa IBM nagtrabaho sa usa ka dissolution refrigerator nga nagpabugnaw sa mga quantum computer. Litrato: IBM
Sa parehas nga oras, namatikdan sa mga analista nga ang bisan kinsa sa mga magdudula sa kini nga merkado mahimo’g adunay usa ka pagbuto sa bisan unsang oras nga magtugot niini nga mag-una, ug nga kini usa pa ka kinahanglanon nga kaatbang.
Ang lainlaing mga higante sa IT nagkalahi sa kini nga problema. Ang Intel, IBM, Google ug ang quantum computing startup Rigetti nagtukod og mga sistema base sa superconducting circuits, nga gipadagan sa state-of-the-art nga mga supercomputer.
mao ang pagkuha sa usa ka bug-os nga lain-laing ug tingali mas peligroso nga paagi sa pagsulay sa paghimo sa usa ka mas maayo nga qubit. Ang topological qubit nga gisulayan sa Microsoft sa paghimo og mga tipik nga mga electron aron tipigan ang impormasyon sa daghang mga lugar sa usa ka higayon, nga naghimo niini nga mas lig-on ug dili kaayo prone sa pagkaguba. Kini dili kaayo lig-on kaysa sa kung unsa ang gisulayan sa mga kakompetensya niini nga tukuron, apan ang sangputanan usa ka hinungdanon nga lakang sa unahan alang sa tibuuk nga natad sa quantum computing, ang analista nga si Hopkins miingon.
"Naa sila sa usa ka sugal nga gihunahuna sa daghang mga tawo nga dili gyud sila molampos," ingon ni Hopkins.
Sa mas adventurous nga bahin, ang mga startup sama sa IonQ ug D-Wave nagpusta sa mga cutting-edge nga teknolohiya sama sa ion trapping ug quantum annealing. Sa yanong pagkasulti, sila naningkamot sa lain-laing mga paagi sa pagkab-ot sa mas dako nga performance ug kalig-on gikan sa matag qubit, sa paggamit sa bug-os nga bag-ong mga pamaagi.
"Kini nagtugot kanamo sa paghimo sa usa ka quantum computer nga makasulbad sa mga komplikadong mga problema ug padayon nga nag-uswag sa pagbuhat niini," si Mark Johnson, bise presidente sa processor ug quantum nga disenyo sa produkto ug pagpalambo sa D-Wave, misulti sa Business Insider.
Usa ka IBM quantum scientist naglakaw sa IBM Q Computing Center sa Thomas J. Watson Research Center sa Yorktown Heights, New York. Litrato: Connie Zhou alang sa IBM
Mga Pagsugod sa Quantum
Ang pagdagsang sa quantum computing nakapukaw sa usa ka balud sa interes sa mamumuhunan sa mga may kalabutan nga mga startup. Ang Robert Sutor sa IBM nagbanabana nga adunay mga 100 ka quantum software, hardware ug bisan sa pagkonsulta sa mga startup sa tibuok kalibutan. Gamay kini kung itandi sa dako nga merkado sa pagsugod, apan labi ka dako kaysa kaniadto.
"Dugay na ako sa kini nga wanang, gikan sa sinugdanan," ingon ni Monroe sa IonQ. — Sa dugay nga panahon kini sa iyang pagkamasuso, hangtod sa 5-8 ka tuig ang milabay kini nakadani sa atensyon ug nakadani sa daghang mga pamuhunan. Naklaro nga miabot na ang panahon.”
Chris Monroe, CEO ug co-founder sa quantum computing startup IonQ. Litrato: IonQ
Ang uban, sama ni Rigetti, andam nga makig-uban sa mga tech titans nga adunay kaugalingon nga mga quantum chips ug sopistikado nga mga sistema sa pag-compute sa quantum.
"Kini ang kinauyokan sa among negosyo," si Betsy Masiello, bise presidente sa produkto sa Rigetti, nagsulti sa Business Insider. — Adunay daghang mga kompanya sa quantum space nga nagtrabaho sa mga aplikasyon sa software sa natad sa quantum computing. Naghimo kami og mga microchip ug nagtukod og mga sistema sa kompyuter.
Si Matthew Kinsella, managing director sa Maverick Ventures, nag-ingon nga kusog siya sa natad sa quantum computing. Ang iyang kompanya nakaabot na sa pagpamuhunan sa ColdQuanta, usa ka kompanya nga naghimo sa mga kagamitan nga gigamit sa mga sistema sa quantum. Gilauman niya nga ang mga kompyuter nga quantum molabaw sa mga sistema karon sulod sa lima ngadto sa XNUMX ka tuig. Ang Maverick Ventures nagpusta sa taas nga termino.
"Nagtuo gyud ko sa quantum computing, bisan kung kini mahimong mas dugay kaysa gipaabut sa wala pa ang usa ka quantum computer mahimong mas maayo kaysa usa ka tradisyonal nga kompyuter alang sa pagsulbad sa matag adlaw nga mga problema. Lagmit makita nato ang mga benepisyo sa quantum computers sa pagsulbad sa gagmay nga mga problema sa mosunod nga pipila ka tuig,” matod ni Kinsella.
Mga laboratoryo sa 2000Q Systems sa D-Wave. Litrato: D-Wave
Si Kinsella, sama sa mga analista nga among gisulti, nagpaabut sa usa ka gitawag nga "quantum winter." Mahimong adunay hype sa mga quantum computer, apan ang mga tawo naglaum, nagpasidaan ang mga eksperto. Ang mga makina dili pa perpekto, ug kini mga tuig sa dili pa makita sa mga tigpamuhunan ang mga resulta.
Sa panglantaw
Bisan pa sa labaw sa quantum supremacy, ang mga eksperto nagpasalig kanato nga aduna gihapoy lugar alang sa tradisyonal nga mga kompyuter ug supercomputer. Hangtud niana, aduna pa'y gasto, gidak-on, kasaligan, ug mga isyu sa gahum sa pagproseso aron masulbad sa dili pa nato kini hisgutan.
"Kinahanglan namon nga moginhawa," ingon ang analista nga si Briss. "Adunay daghang makapaikag nga mga butang nga nahitabo sa kini nga lugar nga nagkinahanglag oras." Kini usa ka conglomerate sa physics, computer science ug, prangka, siyentipikong pagtuki. Dili namo kinahanglan nga tun-an kini kung nahibal-an namon ang tanan nga mga tubag, apan adunay daghang buluhaton sa panukiduki sa unahan. ”
Rigetti quantum computer. Litrato: Rigetti
Apan, alang sa kadaghanan klaro nga kini ang umaabot. Sama sa mga naghimo sa una nga mainframe nga kompyuter wala makaamgo nga kini sa kadugayan mosangput sa daghang mga smartphone nga kadako sa palma. Ang quantum computer mahimong unang lakang sa bag-ong dalan.
Pipila lang, sama sa Microsoft VP sa Corporate Governance nga si Todd Holmdahl, igo nga malaumon sa pag-ingon nga kini mahimong mas hinungdanon kaysa artificial intelligence ug machine learning karon. Kanunay niyang gisultihan ang iyang mga anak nga kinahanglan nilang buhaton kung unsa ang ilang gusto ug nga sila kanunay nga makakuha usa ka trabaho sa artificial intelligence. Karon isulti niya ang parehas bahin sa quantum computing.
“Kini usa ka lugar nga molambo. Kinahanglan namon ang mga tawo nga pun-on kini ug pugngan kini nga malaya, ”miingon si Holmdahl. "Kini adunay hinungdanon nga papel sa among henerasyon, nga naghatag kanamo og higayon nga makahimo mga katingalahang butang sa umaabot."
Source: www.habr.com