Salah sahiji tantangan ilmiah utama jaman urang geus jadi lomba pikeun nyieun komputer kuantum mangpaat munggaran. Rébuan fisikawan sareng insinyur milu dina éta. IBM, Google, Alibaba, Microsoft sareng Intel nuju ngembangkeun konsépna. Kumaha alat komputasi anu kuat bakal ngarobih dunya urang, sareng naha éta penting pisan?
Bayangkeun sakedap: komputer kuantum pinuh parantos diciptakeun. Eta geus jadi unsur akrab jeung alam kahirupan urang. Itungan klasik ayeuna ngan ukur diajak di sakola, dina pelajaran sajarah. Di tempat anu jero di ruangan bawah tanah anu tiis, mesin anu kuat beroperasi dina qubit pikeun ngawasa robot-robot anu calakan sacara artifisial. Aranjeunna ngalaksanakeun sagala tugas bahaya sareng monoton. Leumpang ngaliwatan taman, Anjeun neuteup sabudeureun tur tingal sagala jinis robot. Makhluk humanoid leumpang anjing, ngajual és krim, ngalereskeun kabel listrik, sareng nyapu daérah éta. Sababaraha model ngaganti pets.
Kami ngagaduhan kasempetan pikeun ngungkabkeun sadaya rahasia Alam Semesta sareng ningali ka jero diri urang. Kedokteran parantos ngahontal tingkat anyar - ubar inovatif dikembangkeun unggal minggu. Urang tiasa ngaramalkeun sareng nangtukeun dimana sumber daya langka sapertos gas sareng minyak. Masalah pemanasan global parantos direngsekeun, metode hemat energi parantos dioptimalkeun, sareng teu aya deui macet di kota. Komputer kuantum henteu ngan ukur ngatur sadaya mobil robotic, tapi ogé ngajamin gerakan bébas: éta ngawas kaayaan di jalan, nyaluyukeun rute sareng nyandak kendali ti supir upami diperyogikeun. Ieu naon umur kuantum bisa kasampak kawas.
Kuantum Emas Rush
Prospek aplikasi luar biasa, naha éta investasi dina pamekaran kuantum ngembang unggal taun. Pasar komputasi kuantum global hargana $ 81,6 juta dina taun 2018. Ahli Market.us ngira-ngira yén ku 2026 bakal ngahontal $381,6 juta. Hartina, bakal naek rata-rata 21,26% per taun ti 2019 nepi ka 2026.
Pertumbuhan ieu didorong ku pamakean kriptografi kuantum dina aplikasi kaamanan sareng didorong ku investasi ti pamangku kapentingan pasar komputasi kuantum. Nepi ka awal taun ieu, investor swasta geus dibiayaan sahenteuna 52 pausahaan téhnologi kuantum di sakuliah dunya, nurutkeun analisa ku jurnal ilmiah Alam. Pamaén utama sapertos IBM, Google, Alibaba, Microsoft, Intel, sareng D-Wave Systems berjuang pikeun nyiptakeun komputer kuantum anu praktis.
Leres, salami artos anu ngalir ka daérah ieu unggal taun ngagambarkeun pengeluaran anu alit (dibandingkeun $ 2018 milyar dina investasi AI dina 9,3). Tapi angka ieu signifikan pikeun industri immature nu teu acan boast indikator kinerja.
Ngarengsekeun masalah kuantum
Anjeun kudu ngarti yén kiwari téhnologi masih di infancy na. Ieu mungkin nyieun hijina purwa mesin kuantum jeung sistem ékspérimén tunggal. Aranjeunna sanggup ngalaksanakeun algoritma tetep tina pajeulitna anu handap. Komputer 2-qubit munggaran diciptakeun dina 1998, sareng umat manusa butuh 21 taun pikeun ngajantenkeun alat-alat éta ka tingkat anu leres, anu disebut "supremasi kuantum". Istilah ieu diciptakeun ku profésor Caltech John Preskill. Sareng hartosna kamampuan alat kuantum pikeun ngarengsekeun masalah langkung gancang tibatan komputer klasik anu paling kuat.
Terobosan di daérah ieu dilakukeun ku perusahaan California Google. Dina Séptémber 2019, korporasi ngumumkeun yén alat Sycamore 53-qubit na parantos réngsé itungan dina 200 detik anu bakal nyandak superkomputer canggih 10 taun kanggo réngsé. Pernyataan éta nyababkeun seueur kontroversi. IBM sacara kategori henteu satuju sareng itungan sapertos kitu. Dina blogna, perusahaan nyerat yén superkomputer Summit na bakal tiasa ngatasi tugas ieu dina 000 dinten. Sareng sadaya anu diperyogikeun nyaéta ningkatkeun kapasitas panyimpen disk. Sanajan dina kanyataanana bédana teu jadi kolosal, Google memang kahiji pikeun ngahontal "supremasi kuantum". Sareng ieu mangrupikeun tonggak penting dina panalungtikan komputer. Tapi euweuh deui. Prestasi Sycamore murni pikeun tujuan démo. Henteu aya aplikasi praktis sareng henteu aya gunana pikeun ngarengsekeun masalah nyata.
Masalah utama nyaéta hardware. Bari bit komputasi tradisional boga nilai 0 atawa 1, dina dunya kuantum aneh, qubits tiasa di duanana nagara dina waktos anu sareng. sipat ieu disebut superposition. Qubits téh kawas spinning tops: aranjeunna muterkeun duanana jarum jam jeung counterclockwise, pindah ka luhur jeung ka handap. Upami anjeun mendakan ieu ngabingungkeun, maka anjeun aya dina perusahaan anu saé. Richard Feynman sakali ngomong, "Upami anjeun pikir anjeun ngartos mékanika kuantum, anjeun henteu ngartos éta." Kecap gagah ti lalaki anu meunang Hadiah Nobel pikeun ... mékanika kuantum.
Janten, qubits pisan teu stabil sareng tunduk kana pangaruh éksternal. Hiji mobil ngaliwatan jandela laboratorium, noise internal tina sistem cooling, partikel kosmis ngalayang - sagala gangguan acak, interaksi naon disrupts sinkronisitas maranéhanana sarta aranjeunna decoheres. Ieu ngarugikeun komputasi.
Patarosan konci pikeun pamekaran komputasi kuantum nyaéta solusi hardware tina seueur anu digali bakal mastikeun stabilitas qubits. Saha waé anu ngabéréskeun masalah kohérénsi sareng ngajantenkeun komputer kuantum sapertos GPUs bakal meunang Hadiah Nobel sareng janten jalma anu paling beunghar di dunya.
Jalur pikeun komersialisasi
Dina 2011, pausahaan Kanada D-Wave Systems Inc. éta kahiji anu ngajual komputer kuantum, sanajan usefulness maranéhanana diwatesan ku masalah matematik tangtu. Sareng dina sababaraha bulan anu bakal datang, jutaan pamekar bakal tiasa ngamimitian nganggo prosesor kuantum ngalangkungan awan - IBM janji bakal nyayogikeun aksés kana alat 53-qubit na. Sajauh ieu, 20 perusahaan parantos nampi hak istimewa ieu dina program anu disebut Q Network. Diantarana nyaéta produsén alat Samsung Electronics, produsén mobil Honda Motor sareng Daimler, perusahaan kimia JSR sareng Nagase, bank JPMorgan Chase & Co. sarta Barclays.
Seueur perusahaan anu ékspérimén sareng komputasi kuantum ayeuna ningali éta salaku bagian integral tina masa depan. Misi utama maranéhanana ayeuna nyaéta pikeun milarian naon anu dianggo dina komputasi kuantum sareng naon anu henteu. Sareng siap janten anu pangheulana ngenalkeun téknologi kana bisnis nalika parantos siap.
Organisasi angkutan. Volkswagen, sareng D-Wave, ngembangkeun aplikasi kuantum - sistem kontrol lalu lintas. Program anyar bakal ngamungkinkeun organisasi angkutan umum sareng perusahaan taksi di kota-kota ageung ngagunakeun armadana langkung éfisién sareng ngaminimalkeun waktos ngantosan panumpang.
Séktor énergi. ExxonMobil sareng IBM ngamajukeun panggunaan komputasi kuantum dina séktor énergi. Aranjeunna museurkeun kana ngembangkeun sauntuyan téknologi énergi anyar, ningkatkeun efisiensi énergi sareng ngirangan émisi gas rumah kaca. Skala sareng pajeulitna tangtangan anu disanghareupan ku séktor énergi saluareun ruang lingkup komputer tradisional ayeuna sareng cocog pikeun nguji kuantum.
Pausahaan farmasi. Accenture Labs gawé bareng sareng 1QBit, perusahaan parangkat lunak kuantum. Dina ngan 2 bulan, maranéhna indit ti panalungtikan kana bukti-of-konsép-ngagunakeun aplikasi pikeun model interaksi molekular kompléks di tingkat atom. Hatur nuhun kana kakuatan komputasi kuantum, ayeuna mungkin pikeun nganalisis molekul anu langkung ageung. Naon anu bakal dipasihkeun ka masarakat? Ubar inovatif kalayan efek samping pangsaeutikna.
Sektor kauangan. Téknologi dumasar kana prinsip téori kuantum beuki narik minat bank. Aranjeunna kabetot dina ngolah transaksi, dagang jeung tipe séjén data gancang-gancang. Barclays sareng JP Morgan Chase (kalayan IBM), sareng NatWest (kalayan Fujitsu) parantos ngalaksanakeun percobaan-percobaan dina pamekaran parangkat lunak khusus.
Ditampi ku korporasi ageung sapertos kitu sareng munculna panaratas kuantum enterprising nyarioskeun seueur ngeunaan viability komérsial kuantum. Kami parantos ningali komputasi kuantum diterapkeun kana masalah dunya nyata, tina ningkatkeun efisiensi énergi pikeun ngaoptimalkeun rute kendaraan. Sareng anu penting, nilai téknologi bakal ningkat nalika ngembang.
sumber: www.habr.com