ബിറ്റുകൾക്ക് പകരം ക്യുബിറ്റുകൾ: ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് എന്ത് ഭാവിയാണ് നമുക്കായി സംഭരിക്കുന്നത്?

നമ്മുടെ കാലത്തെ പ്രധാന ശാസ്ത്ര വെല്ലുവിളികളിലൊന്ന് ഉപയോഗപ്രദമായ ആദ്യത്തെ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള ഓട്ടമായി മാറിയിരിക്കുന്നു. ആയിരക്കണക്കിന് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരും എഞ്ചിനീയർമാരും ഇതിൽ പങ്കെടുക്കുന്നു. ഐബിഎം, ഗൂഗിൾ, ആലിബാബ, മൈക്രോസോഫ്റ്റ്, ഇന്റൽ എന്നിവ അവരുടെ ആശയങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കുന്നു. ശക്തമായ ഒരു കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ഉപകരണം നമ്മുടെ ലോകത്തെ എങ്ങനെ മാറ്റിമറിക്കും, അത് ഇത്ര പ്രധാനമായിരിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

ഒരു നിമിഷം സങ്കൽപ്പിക്കുക: ഒരു സമ്പൂർണ്ണ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ സൃഷ്ടിച്ചു. അത് നമ്മുടെ ജീവിതത്തിന് പരിചിതവും സ്വാഭാവികവുമായ ഒരു ഘടകമായി മാറിയിരിക്കുന്നു. ക്ലാസിക്കൽ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ ഇപ്പോൾ സ്കൂളിൽ, ചരിത്ര പാഠങ്ങളിൽ മാത്രമാണ് സംസാരിക്കുന്നത്. തണുത്ത നിലവറകളിൽ എവിടെയോ ആഴത്തിൽ, കൃത്രിമമായി ബുദ്ധിയുള്ള റോബോട്ടുകൾക്ക് ശക്തി പകരാൻ ക്വിറ്റുകളിൽ ശക്തമായ യന്ത്രങ്ങൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. അപകടകരവും കേവലം ഏകതാനവുമായ എല്ലാ ജോലികളും അവർ ചെയ്യുന്നു. പാർക്കിലൂടെ നടക്കുമ്പോൾ, നിങ്ങൾ ചുറ്റും നോക്കുകയും എല്ലാത്തരം റോബോട്ടുകളും കാണുകയും ചെയ്യുന്നു. മനുഷ്യരൂപമുള്ള ജീവികൾ നായ്ക്കളെ നടത്തുകയും ഐസ്ക്രീം വിൽക്കുകയും ഇലക്ട്രിക്കൽ വയറിംഗ് നന്നാക്കുകയും പ്രദേശം തൂത്തുവാരുകയും ചെയ്യുന്നു. ചില മോഡലുകൾ വളർത്തുമൃഗങ്ങളെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നു.

പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ എല്ലാ രഹസ്യങ്ങളും വെളിപ്പെടുത്താനും നമ്മുടെ ഉള്ളിലേക്ക് നോക്കാനും ഞങ്ങൾക്ക് അവസരം ലഭിച്ചു. മെഡിസിൻ ഒരു പുതിയ തലത്തിലെത്തി - ഓരോ ആഴ്ചയും നൂതന മരുന്നുകൾ വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ഗ്യാസും എണ്ണയും പോലുള്ള അപൂർവ വിഭവങ്ങൾ എവിടെയാണെന്ന് നമുക്ക് പ്രവചിക്കാനും നിർണ്ണയിക്കാനും കഴിയും. ആഗോള താപനത്തിന്റെ പ്രശ്നം പരിഹരിച്ചു, ഊർജ്ജ സംരക്ഷണ രീതികൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്തു, നഗരങ്ങളിൽ കൂടുതൽ ട്രാഫിക് ജാമുകൾ ഇല്ല. ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ എല്ലാ റോബോട്ടിക് കാറുകളെയും നിയന്ത്രിക്കുക മാത്രമല്ല, സ്വതന്ത്ര ചലനം ഉറപ്പാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു: ഇത് റോഡുകളിലെ സാഹചര്യം നിരീക്ഷിക്കുകയും റൂട്ടുകൾ ക്രമീകരിക്കുകയും ആവശ്യമെങ്കിൽ ഡ്രൈവർമാരിൽ നിന്ന് നിയന്ത്രണം ഏറ്റെടുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ക്വാണ്ടം യുഗം ഇങ്ങനെയായിരിക്കാം.

ക്വാണ്ടം ഗോൾഡ് റഷ്

ആപ്ലിക്കേഷൻ സാധ്യതകൾ അതിശയകരമാണ്, അതിനാലാണ് ക്വാണ്ടം വികസനങ്ങളിലെ നിക്ഷേപം ഓരോ വർഷവും വർദ്ധിക്കുന്നത്. ആഗോള ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് വിപണിയുടെ മൂല്യം 81,6 ൽ 2018 മില്യൺ ഡോളറായിരുന്നു. 2026-ഓടെ ഇത് 381,6 മില്യൺ ഡോളറിലെത്തുമെന്ന് Market.us വിദഗ്ധർ കണക്കാക്കുന്നു. അതായത്, 21,26 മുതൽ 2019 വരെ പ്രതിവർഷം ശരാശരി 2026% വർദ്ധിക്കും.

സെക്യൂരിറ്റി ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ക്വാണ്ടം ക്രിപ്‌റ്റോഗ്രഫിയുടെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ഉപയോഗവും ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് വിപണിയിലെ പങ്കാളികളിൽ നിന്നുള്ള നിക്ഷേപങ്ങളാൽ നയിക്കപ്പെടുന്നതുമാണ് ഈ വളർച്ചയ്ക്ക് ആക്കം കൂട്ടുന്നത്. ഈ വർഷത്തിന്റെ തുടക്കത്തോടെ, സ്വകാര്യ നിക്ഷേപകർ ലോകമെമ്പാടുമുള്ള 52 ക്വാണ്ടം ടെക്‌നോളജി കമ്പനികൾക്കെങ്കിലും ധനസഹായം നൽകിയിട്ടുണ്ടെന്ന് ശാസ്ത്ര ജേണലായ നേച്ചറിന്റെ വിശകലനത്തിൽ പറയുന്നു. IBM, Google, Alibaba, Microsoft, Intel, D-Wave Systems തുടങ്ങിയ പ്രമുഖ കളിക്കാർ പ്രായോഗികമായി ബാധകമായ ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ സൃഷ്ടിക്കാൻ പാടുപെടുകയാണ്.

അതെ, ഓരോ വർഷവും ഈ മേഖലയിലേക്ക് ഒഴുകുന്ന പണം ഒരു ചെറിയ തുകയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നിടത്തോളം (2018 ലെ AI നിക്ഷേപത്തിലെ $9,3 ബില്യണുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ). എന്നാൽ പ്രകടന സൂചകങ്ങളെ ഇതുവരെ പ്രശംസിക്കാത്ത ഒരു പക്വതയില്ലാത്ത വ്യവസായത്തിന് ഈ സംഖ്യകൾ പ്രധാനമാണ്.

ക്വാണ്ടം പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നു

ഇന്ന് സാങ്കേതികവിദ്യ അതിന്റെ ശൈശവാവസ്ഥയിലാണെന്ന് നിങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കേണ്ടതുണ്ട്. ക്വാണ്ടം മെഷീനുകളുടെയും ഏക പരീക്ഷണ സംവിധാനങ്ങളുടെയും പ്രോട്ടോടൈപ്പുകൾ മാത്രമേ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയൂ. കുറഞ്ഞ സങ്കീർണ്ണതയുടെ നിശ്ചിത അൽഗോരിതങ്ങൾ നടപ്പിലാക്കാൻ അവയ്ക്ക് കഴിയും. ആദ്യത്തെ 2-ക്വിറ്റ് കമ്പ്യൂട്ടർ 1998-ൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ടു, ഉപകരണങ്ങളെ ശരിയായ തലത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവരാൻ മനുഷ്യരാശിക്ക് 21 വർഷമെടുത്തു, "ക്വാണ്ടം സുപ്രിമസി" എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന. കാൽടെക് പ്രൊഫസർ ജോൺ പ്രെസ്കിൽ ആണ് ഈ പദം ഉപയോഗിച്ചത്. ഏറ്റവും ശക്തമായ ക്ലാസിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടറുകളേക്കാൾ വേഗത്തിൽ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാനുള്ള ക്വാണ്ടം ഉപകരണങ്ങളുടെ കഴിവ് എന്നാണ് ഇതിനർത്ഥം.

കാലിഫോർണിയൻ കമ്പനിയായ ഗൂഗിൾ ആണ് ഈ മേഖലയിൽ ഒരു വഴിത്തിരിവ് നടത്തിയത്. 2019 സെപ്റ്റംബറിൽ, കോർപ്പറേഷൻ അതിന്റെ 53-ക്വിറ്റ് സൈകാമോർ ഉപകരണം 200 സെക്കൻഡിനുള്ളിൽ ഒരു കണക്കുകൂട്ടൽ പൂർത്തിയാക്കി, അത് അത്യാധുനിക സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടർ പൂർത്തിയാക്കാൻ 10 വർഷമെടുക്കും. പ്രസ്താവന ഏറെ വിവാദങ്ങൾ സൃഷ്ടിച്ചിരുന്നു. അത്തരം കണക്കുകൂട്ടലുകളോട് ഐബിഎം വിയോജിച്ചു. 000 ദിവസത്തിനുള്ളിൽ സമ്മിറ്റ് സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടർ ഈ ടാസ്‌ക്കിനെ നേരിടുമെന്ന് കമ്പനി അതിന്റെ ബ്ലോഗിൽ എഴുതി. ഡിസ്ക് സംഭരണശേഷി വർദ്ധിപ്പിക്കുക മാത്രമാണ് വേണ്ടത്. യഥാർത്ഥത്തിൽ ഈ വ്യത്യാസം അത്ര വലുതായിരുന്നില്ലെങ്കിലും, "ക്വാണ്ടം മേധാവിത്വം" നേടിയ ആദ്യത്തെയാളാണ് ഗൂഗിൾ. കമ്പ്യൂട്ടർ ഗവേഷണത്തിലെ ഒരു സുപ്രധാന നാഴികക്കല്ലാണിത്. പക്ഷേ കൂടുതലൊന്നും. സികാമോറിന്റെ നേട്ടം പൂർണ്ണമായും പ്രകടന ആവശ്യങ്ങൾക്ക് വേണ്ടിയുള്ളതാണ്. ഇതിന് പ്രായോഗിക പ്രയോഗമില്ല, മാത്രമല്ല യഥാർത്ഥ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിന് ഉപയോഗശൂന്യവുമാണ്.

പ്രധാന പ്രശ്നം ഹാർഡ്‌വെയർ ആണ്. പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ ബിറ്റുകൾക്ക് 0 അല്ലെങ്കിൽ 1 മൂല്യമുണ്ടെങ്കിൽ, വിചിത്രമായ ക്വാണ്ടം ലോകത്ത്, ക്വിറ്റുകൾ ഒരേ സമയം രണ്ട് അവസ്ഥകളിലും ആകാം. ഈ വസ്തുവിനെ സൂപ്പർപോസിഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ക്യുബിറ്റുകൾ സ്പിന്നിംഗ് ടോപ്പുകൾ പോലെയാണ്: അവ ഘടികാരദിശയിലും എതിർ ഘടികാരദിശയിലും കറങ്ങുന്നു, മുകളിലേക്കും താഴേക്കും നീങ്ങുന്നു. ഇത് ആശയക്കുഴപ്പമുണ്ടാക്കുന്നതായി നിങ്ങൾ കണ്ടെത്തുകയാണെങ്കിൽ, നിങ്ങൾ മികച്ച കമ്പനിയിലാണ്. റിച്ചാർഡ് ഫെയ്ൻമാൻ ഒരിക്കൽ പറഞ്ഞു, "നിങ്ങൾക്ക് ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്‌സ് മനസ്സിലായെന്ന് നിങ്ങൾ കരുതുന്നുവെങ്കിൽ, നിങ്ങൾക്കത് മനസ്സിലാകില്ല." ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിനുള്ള നോബൽ സമ്മാനം നേടിയ ആളുടെ ധീരമായ വാക്കുകൾ.

അതിനാൽ, ക്വിറ്റുകൾ വളരെ അസ്ഥിരവും ബാഹ്യ സ്വാധീനങ്ങൾക്ക് വിധേയവുമാണ്. ലബോറട്ടറി ജാലകങ്ങൾക്കടിയിൽ ഒരു കാർ കടന്നുപോകുന്നു, കൂളിംഗ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ ആന്തരിക ശബ്ദം, പറക്കുന്ന ഒരു കോസ്മിക് കണിക - ഏതെങ്കിലും ക്രമരഹിതമായ ഇടപെടൽ, ഏതെങ്കിലും ഇടപെടൽ അവയുടെ സമന്വയത്തെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും അവ ഡീകോഹെയർ ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇത് കമ്പ്യൂട്ടിംഗിനെ ദോഷകരമായി ബാധിക്കുന്നു.

ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിന്റെ വികസനത്തിനുള്ള പ്രധാന ചോദ്യം, പര്യവേക്ഷണം ചെയ്ത പലതിൽ നിന്നും ഏത് ഹാർഡ്‌വെയർ പരിഹാരമാണ് ക്വിറ്റുകളുടെ സ്ഥിരത ഉറപ്പാക്കുന്നത് എന്നതാണ്. കോഹറൻസ് പ്രശ്‌നം പരിഹരിക്കുകയും ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളെ ജിപിയു പോലെ സാധാരണമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നവൻ നോബൽ സമ്മാനം നേടുകയും ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ധനികനാകുകയും ചെയ്യും.

വാണിജ്യവൽക്കരണത്തിലേക്കുള്ള പാത

2011-ൽ, കനേഡിയൻ കമ്പനിയായ ഡി-വേവ് സിസ്റ്റംസ് ഇൻക്. ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ ആദ്യമായി വിറ്റത്, അവയുടെ ഉപയോഗക്ഷമത ചില ഗണിതശാസ്ത്ര പ്രശ്‌നങ്ങളിൽ മാത്രമായി പരിമിതപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ടെങ്കിലും. വരും മാസങ്ങളിൽ, ദശലക്ഷക്കണക്കിന് ഡെവലപ്പർമാർക്ക് ക്ലൗഡിലൂടെ ക്വാണ്ടം പ്രോസസ്സറുകൾ ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങും - IBM അതിന്റെ 53-ക്വിറ്റ് ഉപകരണത്തിലേക്ക് ആക്‌സസ് നൽകുമെന്ന് വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. ക്യു നെറ്റ്‌വർക്ക് എന്ന പ്രോഗ്രാമിന് കീഴിൽ ഇതുവരെ 20 കമ്പനികൾക്ക് ഈ പ്രത്യേകാവകാശം ലഭിച്ചു. അവയിൽ ഉപകരണ നിർമ്മാതാക്കളായ സാംസങ് ഇലക്ട്രോണിക്സ്, വാഹന നിർമ്മാതാക്കളായ ഹോണ്ട മോട്ടോർ, ഡൈംലർ, കെമിക്കൽ കമ്പനികളായ ജെഎസ്ആർ, നാഗേസ്, ബാങ്കുകൾ ജെപി മോർഗൻ ചേസ് ആൻഡ് കോ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ബാർക്ലേസും.

ഇന്ന് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പരീക്ഷിക്കുന്ന മിക്ക കമ്പനികളും ഭാവിയുടെ അവിഭാജ്യ ഘടകമായി കാണുന്നു. ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിൽ എന്താണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്, എന്താണ് പ്രവർത്തിക്കാത്തത് എന്ന് കണ്ടെത്തുക എന്നതാണ് ഇപ്പോൾ അവരുടെ പ്രധാന ദൗത്യം. സാങ്കേതികവിദ്യ തയ്യാറാകുമ്പോൾ അത് ബിസിനസിലേക്ക് ആദ്യമായി അവതരിപ്പിക്കാൻ തയ്യാറാകുക.

ഗതാഗത സംഘടനകൾ. ഫോക്‌സ്‌വാഗനും ഡി-വേവും ചേർന്ന് ഒരു ക്വാണ്ടം ആപ്ലിക്കേഷൻ വികസിപ്പിക്കുന്നു - ഒരു ട്രാഫിക് നിയന്ത്രണ സംവിധാനം. വലിയ നഗരങ്ങളിലെ പൊതുഗതാഗത സ്ഥാപനങ്ങൾക്കും ടാക്സി കമ്പനികൾക്കും തങ്ങളുടെ കപ്പൽ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായി ഉപയോഗിക്കാനും യാത്രക്കാരുടെ കാത്തിരിപ്പ് സമയം കുറയ്ക്കാനും പുതിയ പരിപാടി സഹായിക്കും.

ഊർജ്ജ മേഖല. ExxonMobil ഉം IBM ഉം ഊർജ്ജ മേഖലയിൽ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിന്റെ ഉപയോഗം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നു. പുതിയ ഊർജ്ജ സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ ഒരു ശ്രേണി വികസിപ്പിക്കുന്നതിലും ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിലും ഹരിതഗൃഹ വാതക ഉദ്‌വമനം കുറയ്ക്കുന്നതിലും അവർ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു. ഊർജ്ജ മേഖല നേരിടുന്ന വെല്ലുവിളികളുടെ അളവും സങ്കീർണ്ണതയും ഇന്നത്തെ പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ പരിധിക്കപ്പുറമാണ്, കൂടാതെ ക്വാണ്ടത്തിൽ പരീക്ഷിക്കുന്നതിന് അനുയോജ്യമാണ്.

ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽ കമ്പനികൾ. ക്വാണ്ടം സോഫ്‌റ്റ്‌വെയർ കമ്പനിയായ 1ക്യുബിറ്റുമായി ആക്‌സെഞ്ചർ ലാബ്‌സ് പങ്കാളിത്തമുണ്ട്. വെറും 2 മാസത്തിനുള്ളിൽ, അവർ ഗവേഷണത്തിൽ നിന്ന് ആശയത്തിന്റെ തെളിവിലേക്ക് പോയി - ആറ്റോമിക തലങ്ങളിൽ സങ്കീർണ്ണമായ തന്മാത്രാ ഇടപെടലുകളെ മാതൃകയാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ആപ്ലിക്കേഷൻ ഉപയോഗിച്ച്. ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിന്റെ ശക്തിക്ക് നന്ദി, വലിയ തന്മാത്രകളെ വിശകലനം ചെയ്യാൻ ഇപ്പോൾ സാധ്യമാണ്. ഇത് സമൂഹത്തിന് എന്ത് നൽകും? ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ പാർശ്വഫലങ്ങളുള്ള നൂതന മരുന്നുകൾ.

സാമ്പത്തിക മേഖല. ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ തത്വങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ബാങ്കുകളുടെ താൽപ്പര്യം കൂടുതലായി ആകർഷിക്കുന്നു. ഇടപാടുകൾ, ട്രേഡുകൾ, മറ്റ് തരത്തിലുള്ള ഡാറ്റ എന്നിവ കഴിയുന്നത്ര വേഗത്തിൽ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നതിൽ അവർക്ക് താൽപ്പര്യമുണ്ട്. ബാർക്ലേയ്‌സും ജെപി മോർഗൻ ചേസും (ഐബിഎമ്മിനൊപ്പം), നാറ്റ്‌വെസ്റ്റും (ഫുജിറ്റ്‌സുവിനൊപ്പം) ഇതിനകം തന്നെ പ്രത്യേക സോഫ്‌റ്റ്‌വെയർ വികസിപ്പിക്കുന്നതിൽ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തുന്നുണ്ട്.

അത്തരം വലിയ കോർപ്പറേഷനുകളുടെ സ്വീകാര്യതയും സംരംഭകരായ ക്വാണ്ടം പയനിയർമാരുടെ ആവിർഭാവവും ക്വാണ്ടത്തിന്റെ വാണിജ്യപരമായ പ്രവർത്തനക്ഷമതയെക്കുറിച്ച് സംസാരിക്കുന്നു. ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നത് മുതൽ വാഹന റൂട്ടുകൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നത് വരെയുള്ള യഥാർത്ഥ ലോക പ്രശ്‌നങ്ങളിൽ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പ്രയോഗിക്കുന്നത് ഞങ്ങൾ ഇതിനകം കാണുന്നുണ്ട്. പ്രധാനമായി, സാങ്കേതികവിദ്യ വികസിക്കുമ്പോൾ അതിന്റെ മൂല്യം വർദ്ധിക്കും.

അവലംബം: www.habr.com