Salah sawijining tantangan ilmiah utama ing jaman saiki wis dadi balapan nggawe komputer kuantum pisanan sing migunani. Ewonan fisikawan lan insinyur melu. IBM, Google, Alibaba, Microsoft lan Intel ngembangake konsep kasebut. Piyé piranti komputasi sing kuat bakal ngganti donya kita, lan apa sebabé penting banget?
Mbayangno sedhela: komputer kuantum lengkap wis digawe. Wis dadi unsur sing akrab lan alami ing urip kita. Petungan klasik saiki mung diomongake ing sekolah, ing pelajaran sejarah. Nang endi wae ing ruang paling ngisor sing adhem, mesin sing kuat ngoperasikake qubit kanggo nguwasani robot sing cerdas artifisial. Dheweke nindakake kabeh tugas sing mbebayani lan mung monoton. Mlaku-mlaku liwat taman, sampeyan ndeleng mubeng lan ndeleng kabeh jinis robot. Makhluk humanoid mlaku asu, adol es krim, ndandani kabel listrik, lan nyapu wilayah kasebut. Sawetara model ngganti pets.
Kita entuk kesempatan kanggo mbukak kabeh rahasia Semesta lan ndeleng ing njero awake dhewe. Kedokteran wis tekan tingkat anyar - obat-obatan inovatif dikembangake saben minggu. Kita bisa ngramal lan nemtokake ing ngendi sumber daya langka kayata gas lan minyak. Masalah pemanasan global wis ditanggulangi, cara hemat energi wis dioptimalake, lan ora ana macet maneh ing kutha-kutha. Komputer kuantum ora mung ngontrol kabeh mobil robot, nanging uga njamin gerakan bebas: ngawasi kahanan ing dalan, nyetel rute lan njupuk kontrol saka pembalap yen perlu. Iki kaya umur kuantum.
Quantum Gold Rush
Prospek aplikasi apik tenan, mula investasi ing pangembangan kuantum saya tambah saben taun. Pasar komputasi kuantum global regane $ 81,6 yuta ing taun 2018. Pakar Market.us ngira yen ing taun 2026 bakal tekan $381,6 yuta. Tegese, bakal mundhak rata-rata 21,26% saben taun saka 2019 nganti 2026.
Wutah iki didhukung dening panggunaan kriptografi kuantum ing aplikasi keamanan lan didorong dening investasi saka para pemangku kepentingan pasar komputasi kuantum. Ing wiwitan taun iki, investor swasta wis mbiayai paling ora 52 perusahaan teknologi kuantum ing saindenging jagad, miturut analisis jurnal ilmiah Nature. Pemain utama kayata IBM, Google, Alibaba, Microsoft, Intel, lan D-Wave Systems berjuang kanggo nggawe komputer kuantum sing praktis ditrapake.
Ya, yen dhuwit sing mili menyang wilayah iki saben taun nuduhake biaya cilik (dibandhingake karo investasi AI $ 2018 milyar ing 9,3). Nanging angka kasebut penting kanggo industri sing durung dewasa sing durung duwe indikator kinerja.
Ngatasi masalah kuantum
Sampeyan kudu ngerti manawa teknologi saiki isih ana ing tahap awal. Sampeyan mung bisa nggawe prototipe mesin kuantum lan sistem eksperimen tunggal. Dheweke bisa nindakake algoritma tetep kanthi kerumitan sing sithik. Komputer 2-qubit pisanan digawe ing taun 1998, lan manungsa butuh 21 taun kanggo nggawa piranti kasebut menyang tingkat sing tepat sing diarani "supremasi kuantum." Istilah iki diciptakake dening profesor Caltech John Preskill. Lan tegese kemampuan piranti kuantum kanggo ngatasi masalah luwih cepet tinimbang komputer klasik sing paling kuat.
Terobosan ing wilayah iki digawe dening perusahaan California Google. Ing September 2019, perusahaan kasebut ngumumake manawa piranti Sycamore 53-qubit wis ngrampungake pitungan sajrone 200 detik sing bakal mbutuhake superkomputer canggih 10 taun kanggo ngrampungake. Pernyataan kasebut nyebabake akeh kontroversi. IBM sacara kategorine ora setuju karo petungan kasebut. Ing blog, perusahaan kasebut nulis manawa superkomputer Summit bakal ngrampungake tugas iki sajrone 000 dina. Lan kabeh sing dibutuhake yaiku nambah kapasitas panyimpenan disk. Sanajan nyatane bedane ora dadi kolosal, Google pancen dadi sing pertama entuk "supremasi kuantum." Lan iki minangka tonggak penting ing riset komputer. Nanging ora luwih. Prestasi Sycamore mung kanggo tujuan demonstrasi. Ora ana aplikasi praktis lan ora ana gunane kanggo ngrampungake masalah nyata.
Masalah utama yaiku hardware. Nalika bit komputasi tradisional duweni nilai 0 utawa 1, ing donya kuantum aneh, qubit bisa ana ing loro negara bebarengan. Sifat iki diarani superposisi. Qubits kaya spinning ndhuwur: padha muter loro clockwise lan counterclockwise, pindhah munggah lan mudhun. Yen sampeyan nemokake iki mbingungake, sampeyan ana ing perusahaan gedhe. Richard Feynman tau ngandika, "Yen sampeyan mikir sampeyan ngerti mekanika kuantum, sampeyan ora ngerti." Tembung sing wani saka wong sing menangake Hadiah Nobel kanggo ... mekanika kuantum.
Dadi, qubit ora stabil lan kena pengaruh eksternal. Mobil sing ngliwati jendela laboratorium, gangguan internal sistem pendingin, partikel kosmik sing mabur - gangguan acak, interaksi apa wae ngganggu sinkronisitas lan decohere. Iki ngrugekake komputasi.
Pitakonan utama kanggo pangembangan komputasi kuantum yaiku solusi hardware saka akeh sing diteliti bakal njamin stabilitas qubit. Sapa wae sing ngrampungake masalah koherensi lan nggawe komputer kuantum kaya umume GPU bakal entuk Bebungah Nobel lan dadi wong paling sugih ing donya.
Path kanggo komersialisasi
Ing 2011, perusahaan Kanada D-Wave Systems Inc. minangka sing pisanan ngedol komputer kuantum, sanajan kegunaane diwatesi kanggo masalah matematika tartamtu. Lan ing sasi sing bakal teka, mayuta-yuta pangembang bakal bisa miwiti nggunakake prosesor kuantum liwat awan - IBM janji bakal menehi akses menyang piranti 53-qubit. Nganti saiki, 20 perusahaan wis nampa hak istimewa iki miturut program sing diarani Q Network. Ing antarane yaiku produsen peralatan Samsung Electronics, produsen mobil Honda Motor lan Daimler, perusahaan kimia JSR lan Nagase, bank JPMorgan Chase & Co. lan Barclays.
Umume perusahaan sing nyoba komputasi kuantum saiki ndeleng minangka bagean integral ing mangsa ngarep. Misi utama saiki yaiku ngerteni apa sing bisa digunakake ing komputasi kuantum lan apa sing ora. Lan siyap dadi sing pertama ngenalake teknologi menyang bisnis nalika wis siyap.
Organisasi transportasi. Volkswagen, bebarengan karo D-Wave, ngembangake aplikasi kuantum - sistem kontrol lalu lintas. Program anyar bakal ngidini organisasi transportasi umum lan perusahaan taksi ing kutha-kutha gedhe nggunakake armada kanthi luwih efisien lan nyilikake wektu tunggu penumpang.
Sektor energi. ExxonMobil lan IBM promosi panggunaan komputasi kuantum ing sektor energi. Dheweke fokus kanggo ngembangake macem-macem teknologi energi anyar, ningkatake efisiensi energi lan nyuda emisi gas omah kaca. Skala lan kerumitan tantangan sing diadhepi sektor energi ngluwihi ruang lingkup komputer tradisional saiki lan cocog kanggo nguji kuantum.
Perusahaan farmasi. Accenture Labs kerja sama karo 1QBit, perusahaan piranti lunak kuantum. Mung 2 sasi, padha pindhah saka riset menyang bukti-konsep-nggunakake aplikasi kanggo model interaksi molekul Komplek ing tingkat atom. Thanks kanggo kekuwatan komputasi kuantum, saiki bisa nganalisa molekul sing luwih gedhe. Apa iki bakal menehi masyarakat? Obat-obatan inovatif kanthi efek samping sing paling sithik.
Sektor keuangan. Teknologi adhedhasar prinsip teori kuantum saya tambah narik minat bank. Dheweke kasengsem ngolah transaksi, perdagangan lan jinis data liyane kanthi cepet. Barclays lan JP Morgan Chase (karo IBM), uga NatWest (karo Fujitsu) wis nganakake eksperimen ing pangembangan piranti lunak khusus.
Ditampa dening perusahaan gedhe kasebut lan munculé pionir kuantum sing giat ngandhani volume babagan kelangsungan komersial kuantum. Kita wis ndeleng komputasi kuantum ditrapake kanggo masalah nyata, saka ningkatake efisiensi energi nganti ngoptimalake rute kendharaan. Lan sing penting, regane teknologi bakal mundhak nalika berkembang.
Source: www.habr.com