Jim Clark, direttur tal-hardware quantum f'Intel, b'wieħed mill-proċessuri quantum tal-kumpanija. Ritratt; Intel
- Il-kompjuters quantum huma teknoloġija estremament eċċitanti li għandha l-wegħda li toħloq kapaċitajiet ta' kompjuters qawwija biex issolvi problemi li qabel kienu intrattabbli.
- Esperti jgħidu li IBM mexxiet it-triq fil-komputazzjoni quantum, u huwa għalhekk li Google, Intel, Microsoft u għadd ta 'startups huma taħt l-influwenza tagħha.
- L-investituri huma attirati lejn startups tal-kompjuters quantum, inklużi IonQ, ColdQuanta, D-Wave Systems u Rigetti, li jistgħu jfixklu s-suq.
- Madankollu, hemm qabda: il-kompjuters quantum moderni ġeneralment mhumiex daqshekk qawwija jew affidabbli daqs is-superkompjuters tal-lum, u jeħtieġu wkoll kundizzjonijiet speċjali biex jibdew u jibdew.
F'Jannar, IBM għamlet mewġ meta ħabbret l-IBM Q System One, l-ewwel kompjuter quantum fid-dinja disponibbli għan-negozju. L-apparat kien jinsab f'kaxxa tal-ħġieġ sleek b'volum ta '9 piedi kubi.
Dan huwa pass importanti għall-kompjuters quantum, li għadhom jinsabu fil-laboratorji tar-riċerka. Skont l-IBM, ix-xerrejja diġà qed ifittxu li jiksbu idejhom fuq it-teknoloġija, li turi wegħda f'varjetà ta 'oqsma: il-kimika, ix-xjenza tal-materjali, il-manifattura tal-ikel, l-ajruspazju, l-iżvilupp tad-droga, it-tbassir tal-istokk tas-suq u anke t-tibdil fil-klima.
IBM Q Sistema Waħda. Ritratt: IBM
Ir-raġuni għall-eċċitament hija li kompjuter quantum għandu proprjetajiet apparentement maġiċi li jippermettulu jipproċessa b'mod esponenzjali aktar informazzjoni minn sistema konvenzjonali. Kompjuter quantum mhuwiex biss kompjuter veloċi ħafna; b'mod aktar preċiż, huwa paradigma tal-kompjuters kompletament differenti li teħtieġ ħsieb mill-ġdid radikali.
Ir-rebbieħa fit-tellieqa tat-teknoloġija se tkun il-kumpanija li tieħu vantaġġ mill-opportunitajiet provduti minn din it-teknoloġija. IBM, Microsoft, Google u ġganti teknoloġiċi oħra, kif ukoll startups, qed jagħmlu mħatri fuq din it-teknoloġija.
Business Insider staqsa lill-IBM Q Strategy u lill-Viċi President tal-Ekosistema Bob Sutor dwar kif jagħmlu dawn is-sistemi aċċessibbli għan-nies: Kif se jkollhom aċċess għalihom in-nies? Kif jistgħu ħafna nies jitgħallmu jużaw kompjuters quantum biex iwettqu l-kompiti tagħhom?
Hemm ftit ċans li tara kompjuters quantum fl-uffiċċju ghaċ dalwaqt. Esperti li tkellimna magħhom jemmnu li minkejja li huma disponibbli għall-IBM, se jgħaddu minn ħames sa għaxar snin oħra qabel ma l-komputazzjoni kwantistika verament tolqot il-mainstream. IBM Q System One bħalissa hija disponibbli biss bħala servizz tal-cloud computing biex jintgħażlu klijenti. Ikun xi żmien qabel ma n-nies ikunu jistgħu jixtru xi ħaġa bħal din u jpoġġuha taħdem għall-iskopijiet tagħhom stess.
Tabilħaqq, l-esperti jgħidu li l-kompjuters quantum juru wegħda kbira, iżda huma 'l bogħod mill-produzzjoni tal-massa. Huma estremament fraġli u jeħtieġu kundizzjonijiet speċjali biex jaħdmu. Barra minn hekk, il-kompjuters quantum illum mhumiex affidabbli jew b'saħħithom daqs il-kompjuters li diġà għandna.
"Aħna nemmnu li f'madwar għaxar snin, kompjuter quantum se jibdel ħajtek jew tiegħi," qal Jim Clark, direttur tal-hardware quantum f'Intel, lil Business Insider. — Fil-fatt, issa qegħdin biss fl-ewwel mil tal-maratona. Dan ma jfissirx li m’aħniex imħassba dwar dan.”
X'inhu kompjuter quantum?
Bill Gates darba qal li l-matematika wara l-quantum kienet lil hinn mill-fehim tiegħu, iżda mhux kulħadd qablu.
"Huwa daqsxejn ta 'kunċett żbaljat li l-fiżika kwantistika hija fiżika u hija kkumplikata wisq," Chris Monroe, CEO u ko-fundatur ta' IonQ, jgħid lil Business Insider. "Dak li jagħmilha inkomprensibbli għal ħafna nies huwa li hija inkomprensibbli, iżda hija inkomprensibbli għalija bħalma hi għalik." Jekk xi ħaġa tista 'tkun f'superpożizzjoni, dan ifisser li jista' jkun f'żewġ stati fl-istess ħin. Hija stramba għax ma nesperjenzawx dan fid-dinja reali.”
Il-kompjuters li użajna wiri data bħala sensiela ta' 1s jew 0s imsejħa kodiċi binarju. Madankollu, kompjuter quantum jista 'jirrappreżenta data bħala 1, 0, jew, l-aktar importanti, iż-żewġ numri fl-istess ħin.
Meta sistema tista 'tkun f'aktar minn stat wieħed fl-istess ħin, tissejjaħ "superpożizzjoni", waħda mill-proprjetajiet apparentement maġiċi tal-komputazzjoni kwantistika. Il-prinċipju ewlieni l-ieħor hawnhekk huwa "tħabbil", li hija proprjetà quantum li tippermetti li żewġ partiċelli jimxu f'sinkronizzazzjoni perfetta, irrispettivament minn kemm huma separati fiżikament.
Kif jispjega fi Scientific American, dawn iż-żewġ kwalitajiet jingħaqdu biex joħolqu kompjuter li jista 'jipproċessa ħafna aktar data simultanjament minn kwalunkwe sistema fis-suq illum.
Il-qawwa ta' kompjuter quantum titkejjel f'qubits, l-unità bażika tal-kejl f'kompjuter quantum. Hekk kif il-kompjuters moderni għandhom proċessuri ta '32-bit jew 64-bit (kejl ta' kemm dejta jistgħu jipproċessaw f'daqqa), kompjuter quantum b'aktar qubits għandu ħafna aktar qawwa ta 'proċessar.
Ġewwa kompjuter quantum. Ritratt: IBM
Is-sema huwa l-limitu
Dan kollu jfisser li kompjuter quantum jista 'jsolvi problemi li qabel kienu limitati mill-qawwa tal-kompjuter.
Pereżempju, kompjuter quantum jista 'jsolvi b'mod mhux raffinat il-problema famuża tal-bejjiegħ li jivvjaġġa, problema komputazzjonali kumplessa li teħtieġ li tinstab l-iqsar rotta bejn diversi bliet qabel ma tmur lura d-dar. Jidher sempliċi, imma jekk tħares lejha matematikament, is-sejba tal-mogħdija ottimali waħda ssir aktar diffiċli hekk kif iżżid aktar bliet mar-rotta tagħha.
Bl-istess mod, kompjuter quantum jista 'jgħaddi mill-aktar problemi delikati, li jieħdu ħafna ħin, billi jgħarbel ammonti kbar ta' data finanzjarja, farmaċewtika jew klimatika biex isibu soluzzjonijiet ottimali. Tabilħaqq, l-istartjar quantum D-Wave diġà qed tikkollabora mal-Volkswagen biex tanalizza l-mudelli tas-sewqan u tgħarbel ammonti kbar ta 'storbju biex tasal fil-qiegħ tal-affarijiet.
L-utilità tagħha fil-qasam tal-kriptografija hija diskussa. Kompjuter quantum huwa kapaċi li jaħkmu metodu ta 'kriptaġġ li huwa differenti minn ċifra magħrufa qabel, li tippermettilu li jiddeċifra faċilment anki sigrieti tal-istat. Hemm interess kbir mill-gvernijiet globali f'din il-karatteristika utli, filwaqt li l-attivisti jibżgħu li l-miġja tal-komputazzjoni quantum tista' teqred il-privatezza.
Problema tal-fiżika
"Minħabba li l-komputazzjoni quantum għadha fl-istadji bikrija tagħha, hemm ħafna informazzjoni li għadha mhux ippruvata," qal Matthew Briss, viċi president tal-R&D f'Gartner. "Imma x-xerrejja diġà qed ifittxu applikazzjonijiet biex jiddeterminaw il-vantaġġi kompetittivi tal-komputazzjoni quantum għan-negozju tagħhom," jgħid.
Minkejja l-hype kollha, l-esperti jemmnu li l-kompjuters quantum huma 'l bogħod milli jwasslu l-mod kif kienu l-PCs fl-1950s. Naturalment, qed jiksbu momentum, iżda bil-mod.
“Il-komputazzjoni kwantika tista’ titqabbel ma’ ferrovija li timxi bil-mod,” qal Brian Hopkins, viċi president u analista prinċipali ta’ Forrester, lil Business Insider. "Jekk jiċċaqlaq pulzier kull sekonda, allura f'xahar ikun diġà jgħaddi żewġ pulzieri kull sekonda." Pjuttost malajr jibda jimxi aktar malajr."
Il-problema kbira issa hija li kompjuter quantum ma jistax jagħmel xi ħaġa li kompjuter klassiku ma setax jagħmel. L-industrija qed tistenna bil-ħerqa mument imsejjaħ supremazija quantum, meta l-kompjuters quantum se jmorru lil hinn mil-limitazzjonijiet attwali.
"Meta l-klijenti jiġu għandna, il-ħaġa prinċipali li jgħidulna hija li ma jimpurtahomx x'mudell huwa sakemm ikun utli għan-negozju tagħhom," tgħid l-analista Briss. — M'hemm l-ebda mudell li jista' jegħleb l-algoritmi klassiċi. Għandna bżonn tassew nistennew sakemm il-ħardwer tal-kompjuter quantum jibda jitjieb.”
Katie Pooley, sħabi ta' riċerka tal-IBM, teżamina l-kriostat li jgħin lill-kompjuters quantum iżommu t-temperaturi tagħhom baxxi. Ritratt: Andy Aaron, IBM
Il-problema kbira tibqa’ n-nuqqas ta’ qawwa tal-kompjuters. Huwa preżunt li s-supremazija quantum se teħtieġ kompjuter b'qawwa ta '50 qubits. Għalkemm dan it-tragward inkiseb fil-laboratorju, mhuwiex permanenti u ma jistax jiġi sostnut. Tabilħaqq, qubits jistgħu jkunu kemm suġġetti għal żbalji kif ukoll instabbli, li jwassal għal problemi bil-ġenerazzjoni tagħhom u jnaqqas il-potenzjal tagħhom.
Fattur importanti ieħor huwa aktar materjal. Il-kompjuters quantum iridu jkunu kompletament iżolati mill-ambjent tagħhom biex jiffunzjonaw u jeħtieġu temperaturi baxxi ħafna. Anke l-iċken vibrazzjonijiet jistgħu jikkawżaw il-kollass tal-qubits, u jitfgħuhom mis-superpożizzjoni, bħalma tifel iħabbat fuq mejda jikkawża li l-muniti tal-għażil jaqgħu fuq il-mejda.
Kompjuters quantum preċedenti, bħall-IBM Q System One, huma tant goffi li l-kundizzjonijiet meħtieġa ta 'iżolament u tkessiħ isiru sfida reali. Din il-problema tiggrava n-nuqqas ta 'komponenti meħtieġa: kejbils superkondutturi u refriġeraturi b'temperatura baxxa. Huma fi nuqqas kbir.
Fl-aħħar mill-aħħar, dan ifisser li għalkemm l-għarfien qed jitjieb u t-teknoloġija qed tavvanza, il-komputazzjoni kwantistika għadha mhix prattikament fattibbli.
"Waħda mill-isfidi fil-grupp ta 'ħidma tiegħi hija l-manipulazzjoni ta' materjali, silikon, metalli, sabiex inkunu nistgħu noħolqu ambjent omoġenju ħafna," qal Clark ta 'Intel. - Din hija bażikament l-aħjar teknoloġija tas-semikondutturi. It-teknoloġiji li għandna bżonn biex noħolqu quantum computing fuq skala għadhom ma jeżistux.”
Problema oħra hija li l-kompjuters quantum għandhom il-potenzjal innegabbli li jipprovdu qawwa tal-kompjuters mhux prevista. Madankollu, m'hemmx ħafna nies f'din id-dinja li fil-fatt għandhom esperjenza fl-ipprogrammar jew fit-tħaddim ta 'dawn is-sistemi, u xerrejja potenzjali huma affaxxinati jippruvaw isibu kif fil-fatt jużawh.
Il-Kbira Quantum Razza
Analisti qalu li IBM bħalissa qed imexxi t-tellieqa tal-komputazzjoni kwantistika grazzi għad-disponibbiltà kummerċjali limitata tal-IBM Q System One. Minħabba li huwa aċċessat permezz tas-sħab, IBM jista 'jżomm dawn il-kundizzjonijiet speċjali biex iżomm dan il-kompjuter quantum jaħdem filwaqt li xorta jippermetti lil klijenti magħżula jużawh.
"Naħseb [il-kompjuter quantum tal-IBM] qed jitbandal," qal l-analista Briss. "Naħseb li l-komputazzjoni quantum bħala mudell ta 'servizz huwa l-mudell it-tajjeb." Billi jpoġġuha f’kontenitur u jittrattawha speċifikament, huma verament qed jippruvaw itejbu l-kwalità tiegħu.”
Sarah Sheldon u Pat Gumann tal-IBM qed jaħdmu fuq friġġ ta' dissoluzzjoni li jkessaħ il-kompjuters quantum. Ritratt: IBM
Fl-istess ħin, l-analisti jinnotaw li kwalunkwe wieħed mill-atturi f'dan is-suq jista 'jkollu avvanz fi kwalunkwe mument li jippermettilu jimxi 'l quddiem, u li din għadha rivalità meħtieġa.
Ġganti differenti tal-IT jindirizzaw din il-problema b'mod differenti. Intel, IBM, Google u l-istartjar tal-kompjuters quantum Rigetti qed jibnu sistemi bbażati fuq ċirkwiti superkonduttivi, imħaddma minn superkompjuters tal-aħħar teknoloġija.
qed tieħu approċċ kompletament differenti u forsi aktar riskjuż biex tipprova toħloq qubit aħjar. Il-qubit topoloġiku li Microsoft qed tipprova toħloq frammenti ta 'elettroni biex taħżen informazzjoni f'diversi postijiet f'daqqa, u tagħmilha aktar stabbli u inqas suxxettibbli għall-qerda. Huwa inqas robust minn dak li l-kompetituri tagħha qed jippruvaw jibnu, iżda r-riżultat ikun pass kbir 'il quddiem għall-qasam kollu tal-komputazzjoni kwantistika, qal l-analista Hopkins.
"Qegħdin fuq logħob tal-azzard u ħafna nies jaħsbu li qatt mhu se jirnexxu," qal Hopkins.
Fuq in-naħa l-aktar avventuruża, startups bħal IonQ u D-Wave qed jagħmlu mħatri fuq teknoloġiji avvanzati bħall-insib tal-joni u l-ittemprar kwantiku. Fi kliem sempliċi, qed jippruvaw b'modi differenti biex jiksbu prestazzjoni u stabbiltà akbar minn kull qubit, billi jużaw metodi kompletament ġodda.
"Dan jippermettilna nibnu kompjuter quantum li jsolvi problemi kumplessi u kontinwament jimxi 'l quddiem biex nagħmlu dan," qal lil Business Insider Mark Johnson, viċi president tad-disinn u l-iżvilupp tal-prodott tal-proċessur u quantum f'D-Wave.
Xjentist quantum IBM jimxi miċ-Ċentru tal-Kompjuter IBM Q fiċ-Ċentru tar-Riċerka Thomas J. Watson fi Yorktown Heights, New York. Ritratt: Connie Zhou għal IBM
Startups Quantum
Iż-żieda fil-komputazzjoni quantum qanqlet mewġa ta 'interess tal-investituri f'startups relatati. Robert Sutor tal-IBM jistma li hemm madwar 100 softwer quantum, ħardwer u anke startups li jikkonsulta madwar id-dinja. Dan huwa żgħir meta mqabbel mas-suq enormi tal-istartjar, iżda ħafna akbar minn qabel.
"Jien ilni f'dan l-ispazju, mill-bidu nett," qal Monroe ta 'IonQ. — Għal żmien twil kienet fil-bidu tagħha, sakemm 5-8 snin ilu ġibdet l-attenzjoni u ġibdet investimenti kbar. Deher ċar li wasal iż-żmien.”
Chris Monroe, CEO u ko-fundatur tal-istartjar tal-kompjuters quantum IonQ. Ritratt: IonQ
Xi wħud, bħal Rigetti, huma lesti li jmorru toe-toe ma 'titani tat-teknoloġija biċ-ċipep quantum tagħhom stess u sistemi sofistikati ta' komputazzjoni kwantistika.
"Hu l-qalba tan-negozju tagħna," Betsy Masiello, viċi president tal-prodott f'Rigetti, qalet lil Business Insider. — Hemm ħafna kumpaniji fl-ispazju quantum li qed jaħdmu fuq applikazzjonijiet tas-softwer fil-qasam tal-komputazzjoni kwantistika. Nipproduċu microchips u nibnu sistemi ta’ kompjuters.”
Matthew Kinsella, direttur maniġerjali ta 'Maverick Ventures, jgħid li huwa bullish fil-qasam tal-komputazzjoni kwantistika. Il-kumpanija tiegħu waslet biex tinvesti f'ColdQuanta, kumpanija li tagħmel tagħmir użat fis-sistemi quantum. Huwa jistenna li l-kompjuters quantum jegħlbu s-sistemi tal-lum fi żmien ħames sa XNUMX snin. Maverick Ventures qed ja[seb fuq terminu twil.
“Nemmen tassew fil-komputazzjoni quantum, għalkemm jista’ jieħu aktar żmien milli mistenni qabel ma kompjuter quantum isir aħjar minn kompjuter tradizzjonali biex isolvi problemi ta’ kuljum. X’aktarx se naraw il-benefiċċji tal-kompjuters quantum biex isolvu problemi fuq skala żgħira fil-ftit snin li ġejjin,” qal Kinsella.
Il-laboratorji tas-Sistemi 2000Q ta' D-Wave. Ritratt: D-Wave
Kinsella, bħall-analisti li tkellimna magħhom, qed tistenna l-hekk imsejħa "xitwa quantum." Jista 'jkun hemm hype madwar il-kompjuters quantum, iżda n-nies qed iżidu t-tamiet tagħhom, iwissu l-esperti. Il-magni għadhom mhumiex perfetti, u se jgħaddu snin qabel ma l-investituri jaraw ir-riżultati.
Fil-perspettiva
Anke lil hinn mis-supremazija quantum, l-esperti jassigurawna li għad hemm post għall-kompjuters u s-superkompjuters tradizzjonali. Sa dakinhar, għad hemm kwistjonijiet ta 'spejjeż, daqs, affidabilità u qawwa ta' l-ipproċessar biex jinħadmu qabel ma nkunu nistgħu niddiskutuha.
"Għandna bżonn nieħdu nifs," qal l-analista Briss. "Hemm ħafna affarijiet eċċitanti għaddejjin f'dan il-qasam li jieħdu ż-żmien." Huwa konglomerat ta 'fiżika, xjenza tal-kompjuter u, franchement, analiżi xjentifika. Ma kienx ikollna għalfejn nistudjaw dan jekk inkunu nafu t-tweġibiet kollha, iżda hemm ħafna xogħol ta’ riċerka quddiemna."
Rigetti quantum computer. Ritratt: Rigetti
Madankollu, għal ħafna huwa ċar li dan huwa l-futur. Eżatt bħal dawk li jfasslu l-ewwel kompjuter mainframe ma rrealizzawx li dan eventwalment iwassal għal aktar smartphones daqs il-palm. Kompjuter quantum jista 'jkun l-ewwel pass fuq triq kompletament ġdida.
Ftit, bħall-Microsoft VP tal-Governanza Korporattiva Todd Holmdahl, huma ottimisti biżżejjed biex jgħidu li jista 'jkun aktar sinifikanti mill-intelliġenza artifiċjali u t-tagħlim tal-magni llum. Kien jgħid lil uliedu li għandhom jagħmlu dak li huma passjonati dwaru u li dejjem jistgħu jsibu xogħol fl-intelliġenza artifiċjali. Issa se jgħid l-istess dwar quantum computing.
“Dan huwa qasam li se jiżviluppa. Għandna bżonn nies biex jimlewha u jżommuha milli tinxef,” qal Holmdahl. "Għandha rwol importanti fil-ġenerazzjoni tagħna, u tagħtina l-opportunità li noħolqu affarijiet aqwa fil-futur."
Sors: www.habr.com