Jim Clark, Intel-eko hardware kuantikoko zuzendaria, konpainiaren prozesadore kuantikoetako batekin. Argazkia; Intel
- Ordenagailu kuantikoak teknologia oso zirraragarria da, eta lehen konpongaitzak diren arazoak konpontzeko gaitasun informatiko indartsuak sortzeko promesa dauka.
- Adituek diote IBMk aurrera eraman duela konputazio kuantikoan, eta horregatik bere eraginpean daude Google, Intel, Microsoft eta startup ugari.
- Inbertitzaileak konputazio kuantikoko startupek erakartzen dituzte, besteak beste, IonQ, ColdQuanta, D-Wave Systems eta Rigetti, merkatua eten dezaketenak.
- Hala ere, bada harrapaketa bat: ordenagailu kuantiko modernoak, oro har, ez dira egungo superordenagailuak bezain indartsuak edo fidagarriak, eta abiarazteko eta abiarazteko baldintza bereziak ere behar dituzte.
Urtarrilean, IBMk olatuak sortu zituen IBM Q System One, negozioetarako eskuragarri dagoen munduko lehen ordenagailu kuantikoa iragarri zuenean. Gailua 9 oin kubikoko bolumena zuen kristalezko kutxa dotore batean zegoen.
Mugarri garrantzitsua da ordenagailu kuantikoentzat, oraindik ikerketa laborategietan kokatzen direnak. IBMren arabera, erosleak dagoeneko teknologiaren esku jartzea bilatzen ari dira, eta horrek itxaropentsua erakusten du hainbat arlotan: kimikan, materialen zientzian, elikagaien fabrikazioan, aeroespaziala, botiken garapena, burtsaren aurreikuspena eta baita klima aldaketa ere.
IBM Q System One. Argazkia: IBM
Ilusioaren arrazoia da ordenagailu kuantiko batek ohiko sistema batek baino esponentzialki informazio gehiago prozesatzea ahalbidetzen duten propietate itxuraz magikoak dituela. Ordenagailu kuantiko bat ez da ordenagailu oso azkarra bakarrik; zehatzago esanda, guztiz bestelako konputazio paradigma bat da, errotik birplanteatzea eskatzen duena.
Teknologia lasterketan irabazlea teknologia honek eskaintzen dituen aukerak aprobetxatzen dituen enpresa izango da. IBM, Microsoft, Google eta beste erraldoi teknologiko batzuk, baita startup-ak ere, teknologia honen aldeko apustua egiten ari dira.
Business Insider-ek IBM Q Strategy eta Ecosystemeko presidenteordeari Bob Sutorri galdetu dio sistema hauek jendearentzat eskuragarri nola egin: nola sartuko da jendea? Nola ikas dezake jende askok ordenagailu kuantikoak erabiltzen bere zereginak betetzeko?
Bulegoan ordenagailu kuantikoak laster ikusteko aukera gutxi dago. Hitz egin genuen adituek uste dute IBMren eskura egon arren, beste bost-hamar urte igaroko direla konputazio kuantikoa benetan nagusietara iritsi arte. IBM Q System One une honetan hodeiko informatika zerbitzu gisa soilik dago eskuragarri bezero hautatzeko. Denbora pixka bat igaroko da jendeak horrelako zerbait erosi eta bere helburuetarako martxan jarri arte.
Izan ere, adituek diote konputagailu kuantikoek itxaropen handia erakusten dutela, baina masa ekoizpenetik urrun daude. Oso hauskorrak dira eta lan egiteko baldintza bereziak behar dituzte. Gainera, gaur egungo ordenagailu kuantikoak ez dira jada ditugun ordenagailuak bezain fidagarriak edo indartsuak.
"Uste dugu hamar bat urte barru ordenagailu kuantiko batek zure bizitza edo nirea aldatuko duela", esan zuen Jim Clarkek, Intel-eko hardware kuantikoko zuzendariak, Business Insider-i. — Izan ere, orain maratoiaren lehen kilometroan baino ez gaude. Horrek ez du esan nahi horretaz arduratzen ez garenik».
Zer da ordenagailu kuantikoa?
Bill Gates-ek behin esan zuen kuantikoaren atzean dagoen matematika bere ulermenetik kanpo zegoela, baina denak ez zeuden ados.
"Uste oker samarra da fisika kuantikoa fisika dela eta konplikatuegia dela", esan dio Business Insider-i Chris Monroe-k, IonQ-ko zuzendari nagusiak eta sortzaileak. «Jende askorentzat ulergaitza egiten duena da ulertezina dela, baina niri bezain ulergaitza zait». Zerbait gainjartze batean egon badaiteke, esan nahi du bi egoeratan egon daitekeela aldi berean. Bitxia da mundu errealean ez dugulako horrelakorik bizi”.
Erabili ditugun ordenagailuek kode bitar izeneko 1 edo 0 kate gisa bistaratzen dituzte datuak. Hala ere, ordenagailu kuantiko batek datuak 1, 0 edo, batez ere, bi zenbaki gisa irudika ditzake aldi berean.
Sistema bat aldi berean egoera batean baino gehiagotan egon daitekeenean, "gainjartze" deritzo, konputazio kuantikoaren propietate itxuraz magikoetako bati. Hemen beste funtsezko printzipioa "entanglementa" da, hau da, bi partikulak sinkronizazio perfektuan mugitzea ahalbidetzen duen propietate kuantikoa da, fisikoki bereizten diren zenbaterainoko distantzia izan arren.
Azaltzen den moduan Scientific American-en, bi ezaugarri hauek konbinatzen dira gaur egungo merkatuan dagoen edozein sistemak baino datu gehiago aldi berean prozesatu ditzakeen ordenagailu bat sortzeko.
Ordenagailu kuantiko baten potentzia qubitetan neurtzen da, ordenagailu kuantiko baten oinarrizko neurketa-unitatea. Ordenagailu modernoek 32 biteko edo 64 biteko prozesadoreak dituzten bezala (aldi berean zenbat datu prozesatu ditzaketen neurria), qubit gehiago dituen ordenagailu kuantiko batek prozesatzeko ahalmen handiagoa du.
Ordenagailu kuantiko baten barruan. Argazkia: IBM
Zerua da muga
Horrek guztiak esan nahi du ordenagailu kuantiko batek lehen konputazio-potentziak mugatzen zituen arazoak ebatzi ditzakeela.
Adibidez, ordenagailu kuantiko batek modu gordinki ebatzi lezake saltzaile ibiltari ospetsuaren arazoa, arazo konputazional konplexua, etxera itzuli aurretik hainbat hiriren arteko biderik laburrena aurkitzea eskatzen duena. Erraza dirudi, baina matematikoki begiratuz gero, bide optimo bakarra aurkitzea zailagoa da bere ibilbideari hiri gehiago gehitzen dituzun heinean.
Era berean, ordenagailu kuantiko batek arazo larrienak eta denbora asko behar dituenak zeharkatu ditzake, finantza-, farmazia- edo klima-datu kopuru handiak arakatuz, irtenbide optimoak aurkitzeko. Izan ere, D-Wave startup kuantikoa Volkswagenekin elkarlanean ari da gidatze-ereduak aztertzeko eta zarata kantitate handiak bahetzeko gauzen hondora iristeko.
Kriptografiaren arloan duen erabilgarritasuna eztabaidatzen da. Ordenagailu kuantiko bat gai da lehen ezagutzen zen zifratzetik desberdina den enkriptazio-metodo bat menperatzeko, eta horri esker, egoera-sekretuak ere erraz deszifra ditzake. Mundu osoko gobernuen interes handia dago funtzio erabilgarri honetan, eta aktibistek beldur dira informatika kuantikoaren etorrerak pribatutasuna suntsi dezakeen bitartean.
Fisikako arazoa
"Konputazio kuantikoa oraindik hasierako fasean dagoenez, frogatu gabe dagoen informazio asko dago", esan du Matthew Briss, Gartner-eko I+Gko presidenteordeak. "Baina erosleak dagoeneko aplikazioak bilatzen ari dira informatika kuantikoaren abantaila lehiakorrak beren negoziorako zehazteko", dio.
Izugarritasuna gorabehera, adituek uste dute ordenagailu kuantikoak 1950eko hamarkadan ordenagailuak bezain urrun daudela. Noski, indarra hartzen ari dira, baina poliki-poliki.
"Konputazio kuantikoa tren geldo batekin aldera daiteke", esan zuen Brian Hopkins Forrester-eko presidenteorde eta analista nagusiak Business Insider-i. "Segundoko hazbete bat mugitzen bada, hilabete barru dagoeneko bi hazbete pasako ditu segundoko". Laster azkarrago mugitzen hasiko da".
Orain arazo handia da ordenagailu kuantiko batek ezin duela egin ordenagailu klasiko batek egin ezin duen ezer. Industriak nagusitasun kuantikoa deritzon momentu baten zain dago, ordenagailu kuantikoak egungo mugetatik haratago joango direnean.
"Bezeroak guregana etortzen direnean, esaten diguten gauza nagusia da ez zaiela axola zer eredu den, betiere beren negoziorako erabilgarria den", dio Briss analistak. — Ez dago algoritmo klasikoak gainditu lezakeen eredurik. Benetan itxaron behar dugu ordenagailu kuantikoen hardwarea hobetzen hasi arte».
IBM Research-eko Katie Pooley-k ordenagailu kuantikoei tenperatura baxuei eusten laguntzen dien kriostatoa aztertzen du. Argazkia: Andy Aaron, IBM
Arazo handia informatika-potentzia falta izaten jarraitzen du. Suposatzen da nagusitasun kuantikoak 50 qubit-eko potentzia duen ordenagailu bat beharko duela. Mugarri hori laborategian lortu bada ere, ez da iraunkorra eta ezin da eutsi. Izan ere, qubitak akatsen menpekoak eta ezegonkorrak izan daitezke, eta horrek arazoak sor ditzakete eta haien potentziala murrizten du.
Beste faktore garrantzitsu bat material gehiago da. Ordenagailu kuantikoak beren ingurunetik erabat isolatuta egon behar dute funtzionatzeko eta oso tenperatura baxuak behar dituzte. Bibrazio txikienek ere qubitak kolapsatu ditzakete, gainjartzetik botaz, mahai baten gainean kolpatzen duen umeak txanpon birakariak mahai gainera erortzen dituen moduan.
Aurreko ordenagailu kuantikoak, IBM Q System One adibidez, hain handiak dira, non beharrezko isolamendu eta hozte baldintzak benetako erronka bihurtzen baitira. Arazo hau areagotzea beharrezkoak diren osagaien eskasia da: kable supereroaleak eta tenperatura baxuko hozkailuak. Gabezi larrian daude.
Azken finean, horrek esan nahi du ezagutza hobetzen ari den eta teknologia aurreratzen ari den arren, konputazio kuantikoa oraindik ez dela ia bideragarria.
"Nire lan-taldeko erronketako bat materialak, silizioa, metalak manipulatzea da, oso ingurune homogeneoa sortu ahal izateko", esan du Inteleko Clarkek. - Hau da, funtsean, erdieroaleen teknologiarik onena. Konputazio kuantikoa eskalan sortzeko behar ditugun teknologiak oraindik ez dira existitzen».
Beste arazo bat da ordenagailu kuantikoek ustekabeko konputazio-potentzia emateko potentzial ukaezina dutela. Hala ere, mundu honetan ez dago sistema hauek programatzen edo operatzen esperientzia duten pertsona asko, eta erosle potentzialak liluratuta daude benetan nola erabili asmatzen saiatzen.
Lasterketa Kuantikoa Handia
Analistek diote gaur egun IBM konputazio kuantikoko lasterketa liderra dela IBM Q System One-ren erabilgarritasun komertzial mugatuari esker. Hodei bidez sartzen denez, IBM-k baldintza berezi hauek mantendu ditzake ordenagailu kuantiko hau funtzionatzen mantentzeko, bezero hautatuei hura erabiltzeko aukera ematen dien bitartean.
"Uste dut [IBM-en ordenagailu kuantikoa] kulunkatzen ari dela", esan zuen Briss analistak. "Uste dut konputazio kuantikoa zerbitzu eredu gisa eredu egokia dela". Edukiontzi batean sartuz eta berariaz tratatuz, benetan saiatzen ari dira kalitatea hobetzen».
IBMko Sarah Sheldon eta Pat Gumann ordenagailu kuantikoak hozten dituen disoluzio-hozkailu batean ari dira lanean. Argazkia: IBM
Aldi berean, analistek ohartarazi dute merkatu honetako edozein jokalarik edozein momentutan izan dezakeela aurrera ateratzea ahalbidetuko duen aurrerapauso bat, eta hori oraindik beharrezkoa dela lehia.
IT erraldoi ezberdinek arazo honi modu ezberdinean planteatzen diote. Intel, IBM, Google eta Rigetti konputazio kuantikoko startup-a zirkuitu supereroaleetan oinarritutako sistemak eraikitzen ari dira, punta-puntako superordenagailuez elikatuta.
ikuspegi guztiz desberdina eta agian arriskutsuagoa hartzen ari da qubit hobea sortzen saiatzean. Microsoft-ek elektroi zatiak sortzen saiatzen ari den qubit topologikoa, informazioa aldi berean leku anitzetan gordetzeko, egonkorragoa eta suntsipenerako joera gutxiago izan dadin. Bere lehiakideek eraikitzen saiatzen ari direna baino sendoagoa da, baina emaitza aurrerapauso handia izango litzateke konputazio kuantikoaren eremu osorako, Hopkins analistak esan duenez.
"Apustu batean ari dira eta jende askok uste du inoiz ez dutela lortuko", esan zuen Hopkinsek.
Abenturazaleen aldetik, IonQ eta D-Wave bezalako startup-ek punta-puntako teknologien aldeko apustua egiten ari dira, hala nola ioien harrapaketa eta annealing kuantikoa. Besterik gabe, modu ezberdinetan saiatzen ari dira qubit bakoitzaren errendimendu eta egonkortasun handiagoa lortzen, metodo guztiz berriak erabiliz.
"Horrek arazo konplexuak konpontzen dituen eta etengabe aurrera egiten duen ordenagailu kuantiko bat eraikitzeko aukera ematen digu", esan zuen Mark Johnsonek, D-Wave-ko prozesadore eta produktu kuantikoen diseinu eta garapeneko presidenteordeak Business Insider-i.
IBMko zientzialari kuantiko bat Yorktown Heights-eko (New York) Thomas J. Watson Ikerketa Zentroko IBM Q Computing Centerretik pasatzen da. Argazkia: Connie Zhou IBMrentzat
Quantum Startups
Informatika kuantikoaren gorakadak inbertitzaileen interesa piztu du erlazionatutako startupetan. IBMko Robert Sutorrek kalkulatzen du munduan zehar 100 software kuantiko, hardware eta baita aholkularitza startup inguru daudela. Hau txikia da hasierako merkatu handiarekin alderatuta, baina lehen baino askoz handiagoa.
"Aspaldi egon naiz espazio honetan, hasiera-hasieratik", esan du IonQ-eko Monroe-k. — Aspalditik hasita egon zen, duela 5-8 urte arreta erakarri eta inbertsio handiak erakarri zituen arte. Garbi geratu zen garaia iritsi zela».
Chris Monroe, IonQ informatika kuantikoko enpresaren zuzendari nagusia eta sortzailea. Argazkia: IonQ
Batzuk, Rigetti bezalakoak, prest daude teknologia-titanekin batera jotzeko beren txip kuantikoekin eta konputazio kuantiko sistema sofistikatuekin.
"Gure negozioaren muina da", esan zuen Betsy Masiellok, Rigetti-ko produktuen presidenteordeak, Business Insider-i. — Konputazio kuantikoaren alorreko software aplikazioetan lanean ari diren enpresa asko daude espazio kuantikoan. Mikrotxipak ekoizten ditugu eta sistema informatikoak eraikitzen ditugu».
Matthew Kinsella, Maverick Ventures-eko zuzendari gerenteak, konputazio kuantikoaren alorrean bullish dela dio. Bere enpresa ColdQuanta-n inbertitzera iritsi da, sistema kuantikoetan erabiltzen diren ekipoak egiten dituen enpresan. Ordenagailu kuantikoek gaur egungo sistemek gainditzea espero du bost eta XNUMX urteko epean. Maverick Ventures epe luzerako apustua egiten ari da.
“Benetan sinesten dut konputazio kuantikoan, nahiz eta uste baino denbora gehiago behar izan litekeen ordenagailu kuantikoa eguneroko arazoak konpontzeko ohiko ordenagailu bat baino hobea izan arte. Litekeena da hurrengo urteetan eskala txikiko arazoak konpontzeko ordenagailu kuantikoen onurak ikusiko ditugu ", esan zuen Kinsellak.
D-Waveren 2000Q Systems laborategiak. Argazkia: D-Wave
Kinsellak, hitz egin genuen analistak bezala, "negu kuantikoa" deritzona espero du. Ordenagailu kuantikoen inguruan iragarpena egon daiteke, baina jendea itxaropenak pizten ari direla ohartarazi dute adituek. Makinak ez dira oraindik perfektuak, eta urteak igaroko dira inbertitzaileek emaitzak ikusi arte.
Perspektiban
Nagusitasun kuantikotik haratago ere, adituek ziurtatzen digute oraindik badagoela tokia ohiko ordenagailuentzat eta superordenagailuentzat. Ordura arte, kostu, tamaina, fidagarritasuna eta prozesatzeko potentzia arazoak eztabaidatu aurretik landu behar dira.
"Arnasa hartu behar dugu", esan zuen Briss analistak. "Gauza zirraragarri asko gertatzen ari dira arlo honetan, denbora eskatzen dutenak". Fisika, informatika eta, egia esan, analisi zientifikoen konglomeratua da. Ez genuke hori aztertu beharko erantzun guztiak ezagutuko bagenitu, baina ikerketa lan handia dago aurretik».
Rigetti ordenagailu kuantikoa. Argazkia: Rigetti
Hala ere, askorentzat argi dago hori dela etorkizuna. Lehen mainframe ordenagailuaren sortzaileak ez ziren bezala konturatzen horrek azkenean palmondo-tamainako smartphone gehiago ekarriko zituela. Ordenagailu kuantiko bat bide guztiz berri baten lehen urratsa izan liteke.
Gutxik dira, Todd Holmdahl Microsoft-eko Gobernu Korporatiboko VP bezala, adimen artifiziala eta ikaskuntza automatikoa baino esanguratsuagoa izan daitekeela esateko nahiko baikor. Bere seme-alabei esaten zien sutsuak direna egin behar zutela eta beti lor zezaketela adimen artifizialean lana. Orain gauza bera esango du konputazio kuantikoari buruz.
«Hau garatuko den eremua da. Jendea behar dugu betetzeko eta imel ez dezan ", esan zuen Holmdahl-ek. "Gure belaunaldian paper garrantzitsua betetzen du, etorkizunean gauza harrigarriak sortzeko aukera ematen diguna".
Iturria: www.habr.com