Jim Clark, direktur hardware kuantum ing Intel, karo salah siji saka prosesor kuantum perusahaan. Foto; Intel
- Komputer kuantum minangka teknologi sing nyenengake banget sing nduweni janji nggawe kemampuan komputasi sing kuat kanggo ngatasi masalah sing ora bisa ditindakake sadurunge.
- Para ahli ujar manawa IBM wis mimpin ing komputasi kuantum, mula Google, Intel, Microsoft lan akeh startup ana ing pengaruhe.
- Investor kepincut karo startup komputasi kuantum, kalebu IonQ, ColdQuanta, D-Wave Systems lan Rigetti, sing bisa ngganggu pasar.
- Nanging, ana sing nyekel: komputer kuantum modern umume ora kuat utawa dipercaya kaya superkomputer saiki, lan uga mbutuhake kahanan khusus kanggo miwiti lan boot.
Ing wulan Januari, IBM nggawe gelombang nalika ngumumake IBM Q System One, komputer kuantum pisanan ing donya sing kasedhiya kanggo bisnis. Piranti kasebut diselehake ing kasus kaca sing ramping kanthi volume 9 kaki kubik.
Iki minangka tonggak penting kanggo komputer kuantum, sing isih ana ing laboratorium riset. Miturut IBM, para panuku wis nggoleki teknologi kasebut, sing nuduhake janji ing macem-macem bidang: kimia, ilmu material, manufaktur panganan, aerospace, pangembangan obat, prakiraan pasar saham lan uga owah-owahan iklim.
IBM Q System One. Foto: IBM
Alesan kanggo kasenengan yaiku komputer kuantum nduweni sifat gaib sing ngidini kanggo ngolah informasi sing luwih eksponensial tinimbang sistem konvensional. Komputer kuantum ora mung komputer sing cepet banget; luwih tepat, iku paradigma komputasi sing beda banget sing mbutuhake pemikiran ulang radikal.
Pemenang ing lomba teknologi bakal dadi perusahaan sing njupuk kauntungan saka kesempatan sing diwenehake dening teknologi iki. IBM, Microsoft, Google lan raksasa teknologi liyane, uga startup, taruhan ing teknologi iki.
Business Insider takon IBM Q Strategy and Ecosystem Vice President Bob Sutor babagan carane nggawe sistem kasebut bisa diakses wong: Kepiye carane wong bisa ngakses? Kepiye carane akeh wong sinau nggunakake komputer kuantum kanggo nindakake tugas?
Ana kasempatan cilik kanggo ndeleng komputer kuantum ing kantor kapan wae. Para ahli sing diomongake percaya manawa sanajan kasedhiya kanggo IBM, bakal ana limang nganti sepuluh taun maneh sadurunge komputasi kuantum bener-bener dadi mainstream. IBM Q System One saiki mung kasedhiya minangka layanan komputasi awan kanggo milih pelanggan. Bakal sawetara wektu sadurunge wong bisa tuku kaya iki lan bisa digunakake kanggo tujuane dhewe.
Pancen, para ahli ujar manawa komputer kuantum nuduhake janji gedhe, nanging adoh saka produksi massal. Dheweke arang banget rapuh lan mbutuhake kahanan khusus kanggo bisa digunakake. Kajaba iku, komputer kuantum saiki ora bisa dipercaya utawa sekuat komputer sing wis ana.
«Мы считаем, что примерно через десять лет квантовый компьютер изменит вашу жизнь или мою, — заявил Business Insider Джим Кларк, директор по квантовому оборудованию Intel. — На самом деле мы сейчас только на первой миле марафона. Это не значит, что мы не обеспокоены этим».
Apa komputer kuantum?
Bill Gates nate ujar manawa matematika ing mburi kuantum ngluwihi pangerten, nanging ora kabeh wong setuju.
"Iku salah paham yen fisika kuantum minangka fisika lan rumit banget," ujare Chris Monroe, CEO lan co-founder IonQ, marang Business Insider. “Ingkang ndadosaken tiyang kathah boten saged dipunmangertosi, inggih punika boten saged dipunmangertosi, nanging kula mboten saged dipunmangertosi kados panjenengan. Yen ana sing bisa dadi superposisi, tegese bisa ana ing rong negara bebarengan. Iku aneh amarga kita ora ngalami iki ing donya nyata.
Komputer sing digunakake nampilake data minangka senar 1 utawa 0 sing diarani kode biner. Nanging, komputer kuantum bisa makili data minangka 1, 0, utawa, sing paling penting, nomer loro kasebut bebarengan.
Nalika sistem bisa ana ing luwih saka siji negara ing wektu sing padha, diarani "superposisi," salah sawijining sifat komputasi kuantum sing katon magis. Prinsip kunci liyane ing kene yaiku "entanglement", yaiku properti kuantum sing ngidini rong partikel bisa pindhah ing sinkronisasi sing sampurna, sanajan jarak sing dipisahake sacara fisik.
Minangka nerangake ing Scientific American, loro kuwalitas iki digabungake kanggo nggawe komputer sing bisa ngolah data adoh luwih bebarengan saka sistem ing pasar saiki.
Daya komputer kuantum diukur ing qubits, unit dhasar pangukuran ing komputer kuantum. Kaya komputer modern duwe prosesor 32-bit utawa 64-bit (ukuran jumlah data sing bisa diproses bebarengan), komputer kuantum kanthi luwih akeh qubit nduweni daya pangolahan sing luwih akeh.
Nang komputer kuantum. Foto: IBM
Langit iku watese
Kabeh iki tegese komputer kuantum bisa ngatasi masalah sing sadurunge diwatesi dening daya komputasi.
Contone, komputer kuantum bisa ngrampungake masalah salesman sing misuwur, masalah komputasi rumit sing mbutuhake rute paling cedhak antarane sawetara kutha sadurunge mulih. Iku muni prasaja, nanging yen katon ing matématis, nemokake path optimal siji dadi luwih angel nalika sampeyan nambah liyane kutha menyang rute.
Kajaba iku, komputer kuantum bisa ngatasi masalah sing paling angel, paling akeh wektu, nyaring data finansial, farmasi, utawa iklim sing akeh banget kanggo nemokake solusi sing optimal. Pancen, wiwitan kuantum D-Wave wis kerja sama karo Volkswagen kanggo nganalisa pola nyopir lan nyaring swara sing akeh banget kanggo entuk dhasar.
Pigunane ing bidang kriptografi dibahas. Komputer kuantum bisa nguwasani cara enkripsi sing beda karo cipher sing wis dikenal sadurunge, sing ngidini kanthi gampang ngerteni rahasia negara. Ana kapentingan gedhe saka pamrentah global babagan fitur sing migunani iki, dene para aktivis wedi yen tekane komputasi kuantum bisa ngrusak privasi.
Masalah fisika
"Amarga komputasi kuantum isih ing tahap awal, ana akeh informasi sing isih durung kabukten," ujare Matthew Briss, wakil presiden R&D ing Gartner. "Nanging para panuku wis nggoleki aplikasi kanggo nemtokake kaluwihan kompetitif komputasi kuantum kanggo bisnis," ujare.
Senadyan kabeh hype, para ahli percaya yen komputer kuantum adoh saka mimpin dalan kaya PC ing taun 1950-an. Mesthine, dheweke entuk momentum, nanging alon-alon.
"Komputasi kuantum bisa dibandhingake karo sepur sing obah alon," Brian Hopkins, wakil presiden lan analis utama ing Forrester, marang Business Insider. "Yen dheweke ngobahake siji inci per detik, banjur ing sasi dheweke wis ngliwati rong inci per detik." Ora suwe dheweke bakal miwiti obah luwih cepet."
Masalah gedhe saiki yaiku komputer kuantum ora bisa nindakake apa wae sing ora bisa ditindakake komputer klasik. Industri ngarepake wayahe sing diarani supremasi kuantum, nalika komputer kuantum bakal ngluwihi watesan saiki.
"Nalika pelanggan teka kanggo kita, bab utama padha marang kita iku padha ora Care apa model iku anggere migunani kanggo bisnis,"Says Analyst Briss. - Ora ana model sing bisa ngalahake algoritma klasik. Kita pancene kudu ngenteni nganti hardware komputer kuantum wiwit nambah.
IBM Research fellow Katie Pooley mriksa cryostat sing mbantu komputer kuantum supaya suhu kurang. Foto: Andy Aaron, IBM
Masalah gedhe tetep kekurangan daya komputasi. Dianggep supremasi kuantum mbutuhake komputer kanthi daya 50 qubit. Sanajan tonggak sejarah iki wis digayuh ing laboratorium, nanging ora permanen lan ora bisa ditindakake. Pancen, qubit bisa uga kena kesalahan lan ora stabil, sing nyebabake masalah karo generasi lan nyuda potensial.
Faktor penting liyane yaiku materi sing luwih akeh. Komputer kuantum kudu diisolasi saka lingkungane supaya bisa digunakake lan mbutuhake suhu sing sithik banget. Malah getaran sing paling cilik bisa nyebabake qubit ambruk, mbuwang saka superposisi, kaya bocah sing nuthuk ing meja nyebabake koin muter tiba ing meja.
Komputer kuantum sadurunge, kayata IBM Q System One, akeh banget nganti kahanan isolasi lan pendinginan sing dibutuhake dadi tantangan nyata. Exacerbating masalah iki minangka kekurangan komponen sing perlu: kabel superconducting lan kulkas suhu kurang. Dheweke kekurangan banget.
Pungkasane, iki tegese sanajan kawruh saya mundhak lan teknologi maju, komputasi kuantum isih ora bisa ditindakake.
"Salah sawijining tantangan ing grup kerjaku yaiku manipulasi bahan, silikon, logam, supaya kita bisa nggawe lingkungan sing homogen banget," ujare Intel Clark. - Iki Sejatine teknologi semikonduktor paling apik. Teknologi sing kita butuhake kanggo nggawe komputasi kuantum ing skala durung ana.
Masalah liyane yaiku komputer kuantum duweni potensi sing ora bisa dipungkiri kanggo nyedhiyakake daya komputasi sing ora dikarepake. Nanging, ora akeh wong ing donya iki sing bener-bener duwe pengalaman program utawa ngoperasikake sistem kasebut, lan para panuku potensial kepincut nyoba ngerteni carane nggunakake.
Lomba Kuantum Agung
Analis ujar manawa IBM saiki mimpin balapan komputasi kuantum amarga kasedhiyan komersial sing winates saka IBM Q System One. Amarga diakses liwat awan, IBM bisa njaga kahanan khusus iki supaya komputer kuantum iki bisa digunakake nalika isih ngidini para pelanggan milih nggunakake.
"Aku mikir [komputer kuantum IBM] goyang," ujare analis Briss. "Aku mikir komputasi kuantum minangka model layanan minangka model sing bener." Kanthi dilebokake ing wadhah lan diobati kanthi khusus, dheweke pancen nyoba ningkatake kualitase.
Sarah Sheldon lan Pat Gumann saka IBM nggarap kulkas pembubaran sing nyedhot komputer kuantum. Foto: IBM
Ing wektu sing padha, analis nyathet manawa pemain ing pasar iki bisa duwe terobosan kapan wae sing bakal bisa maju, lan iki isih dadi saingan sing dibutuhake.
Raksasa IT sing beda-beda nyedhaki masalah iki kanthi beda. Intel, IBM, Google lan startup komputasi kuantum Rigetti mbangun sistem adhedhasar sirkuit superkonduktor, didhukung dening superkomputer canggih.
njupuk pendekatan sing beda-beda lan bisa uga luwih mbebayani kanggo nyoba nggawe qubit sing luwih apik. Qubit topologi sing Microsoft nyoba nggawe fragmen elektron kanggo nyimpen informasi ing pirang-pirang panggonan bebarengan, dadi luwih stabil lan kurang rentan kanggo karusakan. Iku kurang kuat saka apa sing saingan nyoba kanggo mbangun, nanging asil bakal dadi langkah utama maju kanggo kabeh lapangan komputasi kuantum, Analyst Hopkins ngandika.
"Padha ing Gamble lan akeh wong sing padha ora bakal sukses," Hopkins ngandika.
Ing sisih sing luwih petualang, wiwitan kaya IonQ lan D-Wave taruhan ing teknologi canggih kaya perangkap ion lan anil kuantum. Cukup, dheweke nyoba kanthi macem-macem cara kanggo entuk kinerja lan stabilitas sing luwih gedhe saka saben qubit, nggunakake cara sing anyar.
"Iki ngidini kita mbangun komputer kuantum sing ngrampungake masalah rumit lan terus maju," ujare Mark Johnson, wakil presiden prosesor lan desain produk kuantum lan pangembangan ing D-Wave, marang Business Insider.
Ilmuwan kuantum IBM mlaku liwat Pusat Komputasi Q IBM ing Pusat Riset Thomas J. Watson ing Yorktown Heights, New York. Foto: Connie Zhou kanggo IBM
Kuantum Startups
Lonjakan ing komputasi kuantum wis nyebabake gelombang kapentingan investor ing wiwitan sing gegandhengan. Robert Sutor saka IBM ngira ana udakara 100 piranti lunak kuantum, hardware lan malah konsultasi wiwitan ing saindenging jagad. Iki cilik dibandhingake karo pasar wiwitan sing gedhe, nanging luwih gedhe tinimbang sadurunge.
"Aku wis suwe ing papan iki, wiwit wiwitan," ujare Monroe IonQ. - Kanggo wektu sing suwe ana ing bayi, nganti 5-8 taun kepungkur narik kawigaten lan narik investasi gedhe. Dadi cetha yen wektune wis teka."
Chris Monroe, CEO lan co-founder saka startup komputasi kuantum IonQ. Foto: IonQ
Sawetara, kaya Rigetti, wis siyap maju karo para raksasa teknologi kanthi chip kuantum dhewe lan sistem komputasi kuantum sing canggih.
"Iki inti bisnis kita," Betsy Masiello, wakil presiden produk ing Rigetti, marang Business Insider. - Ana akeh perusahaan ing ruang kuantum sing nggarap aplikasi piranti lunak ing bidang komputasi kuantum. Kita ngasilake microchip lan mbangun sistem komputasi.
Matthew Kinsella, direktur manajemen Maverick Ventures, ujar manawa dheweke yakin ing bidang komputasi kuantum. Perusahaane wis dadi adoh kanggo nandur modal ing ColdQuanta, perusahaan sing nggawe peralatan digunakake ing sistem kuantum. Dheweke ngarepake komputer kuantum bakal ngungguli sistem saiki sajrone limang nganti XNUMX taun. Maverick Ventures taruhan ing jangka panjang.
"Aku pancene percaya karo komputasi kuantum, sanajan bisa luwih suwe tinimbang sing dikarepake sadurunge komputer kuantum dadi luwih apik tinimbang komputer tradisional kanggo ngrampungake masalah saben dina. Kita bakal bisa ndeleng keuntungan saka komputer kuantum kanggo ngrampungake masalah skala cilik ing sawetara taun sabanjure, "ujare Kinsella.
Laboratorium Sistem 2000Q D-Wave. Foto: D-Wave
Kinsella, kaya analis sing diomongake, ngarepake sing diarani "musim dingin kuantum." Bisa uga ana hype babagan komputer kuantum, nanging wong-wong wis ngarep-arep, para ahli ngelingake. Mesin kasebut durung sampurna, lan bakal pirang-pirang taun sadurunge investor ndeleng asil.
Ing perspektif
Malah ngluwihi supremasi kuantum, para ahli njamin yen isih ana papan kanggo komputer tradisional lan superkomputer. Nganti saiki, isih ana masalah biaya, ukuran, linuwih, lan daya pangolahan sing kudu ditindakake sadurunge kita bisa ngrembug.
"Kita kudu ambegan," ujare analis Briss. "Ana akeh perkara sing nyenengake ing wilayah iki sing butuh wektu." Iki minangka konglomerat fisika, ilmu komputer lan, terus terang, analisis ilmiah. Kita ora kudu sinau iki yen kita ngerti kabeh jawaban, nanging ana akeh riset ing ngarep.
Komputer kuantum Rigetti. Foto: Rigetti
Nanging, kanggo akeh sing jelas yen iki masa depan. Kaya sing nggawe komputer mainframe pisanan ora ngerti manawa iki pungkasane bakal nyebabake smartphone sing ukurane luwih akeh. Komputer kuantum bisa dadi langkah pisanan ing dalan sing anyar.
Sawetara, kaya Microsoft VP of Corporate Governance Todd Holmdahl, cukup optimis kanggo ujar manawa bisa luwih penting tinimbang intelijen buatan lan pembelajaran mesin saiki. Dheweke ngandhani anak-anake yen dheweke kudu nindakake apa sing dikarepake lan mesthine bisa kerja ing intelijen buatan. Saiki dheweke bakal ngomong babagan komputasi kuantum.
«Это область, которая будет развиваться. Нам нужны люди, чтобы заполнить ее и не дать зачахнуть, — сказал Холмдал. — Она играет важную роль для нашего поколении, дающая возможность создавать удивительные вещи в будущем».
Source: www.habr.com