Jim Clark, mkurugenzi wa quantum hardware katika Intel, akiwa na mmoja wa wasindikaji wa quantum wa kampuni hiyo. Picha; Intel
- Kompyuta za Quantum ni teknolojia ya kusisimua sana ambayo inashikilia ahadi ya kuunda uwezo mkubwa wa kompyuta ili kutatua matatizo ya awali yasiyoweza kutatulika.
- Wataalamu wanasema IBM imeongoza katika kompyuta ya kiasi, ndiyo maana Google, Intel, Microsoft na kampuni nyingi zinazoanza ziko chini ya ushawishi wake.
- Wawekezaji wanavutiwa na uanzishaji wa kompyuta nyingi, pamoja na IonQ, ColdQuanta, Mifumo ya D-Wave na Rigetti, ambayo inaweza kuvuruga soko.
- Hata hivyo, kuna mtego: kompyuta za kisasa za quantum kwa ujumla hazina nguvu au zinategemewa kama kompyuta kuu za kisasa, na pia zinahitaji hali maalum ili kuwasha na kuwasha.
Mnamo Januari, IBM ilifanya mawimbi ilipotangaza IBM Q System One, kompyuta ya kwanza ya quantum duniani kupatikana kwa biashara. Kifaa hicho kiliwekwa kwenye sanduku la glasi laini lenye ujazo wa futi 9 za ujazo.
Hii ni hatua muhimu kwa kompyuta za quantum, ambazo bado ziko katika maabara ya utafiti. Kulingana na IBM, wanunuzi tayari wanatafuta kupata mikono yao juu ya teknolojia, ambayo inaonyesha ahadi katika maeneo mbalimbali: kemia, sayansi ya vifaa, utengenezaji wa chakula, anga, maendeleo ya madawa ya kulevya, utabiri wa soko la hisa na hata mabadiliko ya hali ya hewa.
Mfumo wa kwanza wa IBM Q. Picha: IBM
Sababu ya msisimko ni kwamba kompyuta ya quantum ina mali inayoonekana ya kichawi ambayo inaruhusu kusindika habari zaidi kuliko mfumo wa kawaida. Kompyuta ya quantum sio tu kompyuta ya haraka sana; kwa usahihi zaidi, ni dhana tofauti kabisa ya kompyuta ambayo inahitaji kufikiria upya kwa nguvu.
Mshindi katika mbio za teknolojia atakuwa kampuni inayotumia fursa zinazotolewa na teknolojia hii. IBM, Microsoft, Google na makampuni mengine makubwa ya teknolojia, pamoja na wanaoanza, wanaweka kamari kwenye teknolojia hii.
Business Insider ilimuuliza Makamu wa Rais wa Mkakati wa IBM Q na Mfumo wa Ikolojia Bob Sutor kuhusu jinsi ya kufanya mifumo hii ipatikane na watu: Watu wataifikiaje? Watu wengi wanawezaje kujifunza kutumia kompyuta za quantum kufanya kazi zao?
Kuna nafasi ndogo ya kuona kompyuta za quantum ofisini hivi karibuni. Wataalamu tuliozungumza nao wanaamini kuwa licha ya kupatikana kwa IBM, itachukua miaka mitano hadi kumi kabla ya quantum computing kufikia kawaida. IBM Q System One kwa sasa inapatikana tu kama huduma ya kompyuta ya wingu ili kuchagua wateja. Itachukua muda kabla ya watu kununua kitu kama hiki na kukifanya kifanye kazi kwa madhumuni yao wenyewe.
Hakika, wataalam wanasema kwamba kompyuta za quantum zinaonyesha ahadi kubwa, lakini ziko mbali na uzalishaji wa wingi. Wao ni dhaifu sana na wanahitaji hali maalum kufanya kazi. Zaidi ya hayo, kompyuta za quantum leo sio za kutegemewa au zenye nguvu kama kompyuta ambazo tayari tunazo.
"Tunaamini kwamba katika miaka kumi, kompyuta ya quantum itabadilisha maisha yako au yangu," Jim Clark, mkurugenzi wa vifaa vya quantum huko Intel, aliiambia Business Insider. - Kwa kweli, sasa tuko katika maili ya kwanza ya mbio za marathon. Hiyo haimaanishi kuwa hatuna wasiwasi nayo."
Kompyuta ya quantum ni nini?
Bill Gates aliwahi kusema kwamba hisabati nyuma ya quantum ilikuwa zaidi ya ufahamu wake, lakini sio kila mtu alikubali.
"Ni maoni potofu kidogo kwamba fizikia ya quantum ni fizikia na ni ngumu sana," Chris Monroe, Mkurugenzi Mtendaji na mwanzilishi mwenza wa IonQ, anaiambia Business Insider. "Kinachofanya isieleweke kwa watu wengi ni kwamba haieleweki, lakini haieleweki kwangu kama inavyoeleweka kwako." Ikiwa kitu kinaweza kuwa katika nafasi ya juu, inamaanisha kuwa inaweza kuwa katika majimbo mawili kwa wakati mmoja. Inashangaza kwa sababu hatupati uzoefu huu katika ulimwengu wa kweli."
Kompyuta tulizotumia zinaonyesha data kama mfuatano wa sekunde 1 au 0 unaoitwa msimbo wa binary. Walakini, kompyuta ya quantum inaweza kuwakilisha data kama 1, 0, au, muhimu zaidi, nambari zote mbili kwa wakati mmoja.
Wakati mfumo unaweza kuwa katika hali zaidi ya moja kwa wakati mmoja, inaitwa "superposition," mojawapo ya sifa zinazoonekana za kichawi za quantum computing. Kanuni nyingine muhimu hapa ni "entanglement", ambayo ni mali ya quantum ambayo inaruhusu chembe mbili kusonga kwa usawazishaji kamili, haijalishi zimetenganishwa kwa umbali gani.
Kama inavyoelezea katika Scientific American, sifa hizi mbili huchanganyika na kuunda kompyuta ambayo inaweza kuchakata data nyingi zaidi kwa wakati mmoja kuliko mfumo wowote kwenye soko leo.
Nguvu ya kompyuta ya quantum hupimwa kwa qubits, kitengo cha msingi cha kipimo katika kompyuta ya quantum. Kama vile kompyuta za kisasa zina vichakataji 32-bit au 64-bit (kipimo cha ni data ngapi wanaweza kuchakata kwa wakati mmoja), kompyuta ya quantum iliyo na qubits nyingi ina nguvu zaidi ya usindikaji.
Ndani ya kompyuta ya quantum. Picha: IBM
Anga ndio ukomo
Yote hii ina maana kwamba kompyuta ya quantum inaweza kutatua matatizo ambayo hapo awali yalipunguzwa na nguvu za kompyuta.
Kwa mfano, kompyuta ya quantum inaweza kutatua tatizo la muuzaji anayesafiri kwa njia mbaya, tatizo tata la kimahesabu ambalo linahitaji kutafuta njia fupi kati ya miji mingi kabla ya kurudi nyumbani. Inaonekana rahisi, lakini ukiiangalia kihisabati, kupata njia moja bora inakuwa ngumu zaidi unapoongeza miji zaidi kwenye njia yake.
Vile vile, kompyuta ya kiasi inaweza kupitia matatizo gumu zaidi, yanayotumia muda mwingi, kuchuja kiasi kikubwa cha data ya kifedha, dawa, au hali ya hewa ili kupata suluhu bora. Hakika, kianzishaji cha kiasi cha D-Wave tayari kinashirikiana na Volkswagen kuchanganua mifumo ya uendeshaji na kupepeta kelele nyingi ili kupata undani wa mambo.
Umuhimu wake katika uwanja wa cryptography unajadiliwa. Kompyuta ya quantum ina uwezo wa kusimamia njia ya usimbuaji ambayo ni tofauti na cipher inayojulikana hapo awali, ambayo inaruhusu kufafanua kwa urahisi hata siri za serikali. Kuna shauku kubwa kutoka kwa serikali za kimataifa katika kipengele hiki muhimu, wakati wanaharakati wanahofia kuwa ujio wa kompyuta ya quantum unaweza kuharibu faragha.
Tatizo la fizikia
"Kwa sababu kompyuta ya quantum bado iko katika hatua zake za mwanzo, kuna habari nyingi ambazo bado hazijathibitishwa," alisema Matthew Briss, makamu wa rais wa R&D huko Gartner. "Lakini wanunuzi tayari wanatafuta maombi ili kubaini faida za ushindani za quantum computing kwa biashara zao," anasema.
Licha ya mbwembwe nyingi, wataalam wanaamini kwamba kompyuta za quantum ziko mbali sana kuongoza kama vile Kompyuta zilivyokuwa miaka ya 1950. Bila shaka, wanapata kasi, lakini polepole.
"Quantum kompyuta inaweza kulinganishwa na treni ya mwendo wa polepole," Brian Hopkins, makamu wa rais na mchambuzi mkuu katika Forrester, aliiambia Business Insider. "Ikiwa anasonga inchi moja kwa sekunde, basi kwa mwezi atakuwa tayari kupita inchi mbili kwa sekunde." Hivi karibuni ataanza kusonga haraka."
Tatizo kubwa sasa ni kwamba kompyuta ya quantum haiwezi kufanya chochote ambacho kompyuta ya classical haikuweza kufanya. Sekta inatarajia wakati unaoitwa ukuu wa quantum, wakati kompyuta za quantum zitapita zaidi ya mapungufu ya sasa.
"Wateja wanapokuja kwetu, jambo kuu wanalotuambia ni kwamba hawajali ni mtindo gani mradi tu ni muhimu kwa biashara zao," anasema mchambuzi Briss. - Hakuna kielelezo ambacho kinaweza kushinda algoriti za kitambo. Tunahitaji kungoja hadi vifaa vya kompyuta vya quantum vianze kuboreka.
Mtafiti mwenzake wa IBM Katie Pooley anachunguza cryostat ambayo husaidia kompyuta za quantum kuweka halijoto yao ya chini. Picha: Andy Aaron, IBM
Tatizo kubwa bado ni ukosefu wa nguvu ya kompyuta. Inachukuliwa kuwa ukuu wa quantum utahitaji kompyuta yenye nguvu ya qubits 50. Ingawa hatua hii imefikiwa katika maabara, sio ya kudumu na haiwezi kudumishwa. Hakika, qubits inaweza kuwa chini ya makosa na kutokuwa na utulivu, ambayo husababisha matatizo na kizazi chao na kupunguza uwezo wao.
Sababu nyingine muhimu ni nyenzo zaidi. Kompyuta za quantum lazima zitenganishwe kabisa na mazingira yao ili kufanya kazi na zinahitaji joto la chini sana. Hata mitetemo midogo zaidi inaweza kusababisha quibiti kuanguka, na kuzitupa nje ya nafasi ya juu, kama vile mtoto anayegonga meza husababisha sarafu zinazozunguka kuanguka kwenye meza.
Kompyuta za kiasi cha awali, kama vile IBM Q System One, ni nyingi sana hivi kwamba hali ya kutengwa na hali ya baridi inayohitajika huwa changamoto kubwa. Kuzidisha tatizo hili ni uhaba wa vipengele muhimu: nyaya za superconducting na friji za joto la chini. Wako katika uhaba mkubwa.
Hatimaye, hii ina maana kwamba ingawa ujuzi unaboreka na teknolojia inasonga mbele, kompyuta ya kiasi bado haiwezekani kivitendo.
"Moja ya changamoto katika kikundi changu cha kazi ni kudhibiti vifaa, silicon, metali, ili tuweze kuunda mazingira ya usawa," Intel's Clark alisema. - Hii kimsingi ni teknolojia bora ya semiconductor. Teknolojia tunazohitaji kuunda kompyuta ya kiwango cha juu bado hazipo."
Shida nyingine ni kwamba kompyuta za quantum zina uwezo usiopingika wa kutoa nguvu ya kompyuta isiyotarajiwa. Hata hivyo, hakuna watu wengi katika ulimwengu huu ambao wana uzoefu wa kupanga programu au kuendesha mifumo hii, na wanunuzi watarajiwa wanavutiwa kujaribu kufahamu jinsi ya kuitumia.
Mbio Kubwa za Quantum
Wachambuzi wanasema IBM kwa sasa inaongoza mbio za kompyuta kwa wingi kutokana na upatikanaji mdogo wa kibiashara wa IBM Q System One. Kwa sababu inafikiwa kupitia wingu, IBM inaweza kudumisha masharti haya maalum ili kuweka kompyuta hii ya kiwango kikubwa kufanya kazi huku ikiwaruhusu wateja waliochaguliwa kuitumia.
"Nadhani [kompyuta ya quantum ya IBM] inatikisa," mchambuzi Briss alisema. "Nadhani kompyuta ya quantum kama mfano wa huduma ndio mfano sahihi." Kwa kuiweka kwenye kontena na kuishughulikia haswa, wanajaribu sana kuboresha ubora wake.
Sarah Sheldon wa IBM na Pat Gumann wanafanya kazi kwenye jokofu la kuyeyusha ambalo linapoza kompyuta nyingi. Picha: IBM
Wakati huo huo, wachambuzi wanaona kuwa mchezaji yeyote katika soko hili anaweza kuwa na mafanikio wakati wowote ambayo itamruhusu kupata mbele, na kwamba hii bado ni mashindano ya lazima.
Wakubwa tofauti wa IT hushughulikia shida hii kwa njia tofauti. Intel, IBM, Google na kampuni inayoanzisha kompyuta ya quantum ya Rigetti inaunda mifumo kulingana na saketi za upitishaji wa juu, zinazoendeshwa na kompyuta kuu za hali ya juu.
inachukua mbinu tofauti kabisa na labda hatari zaidi katika kujaribu kuunda qubit bora. Toleo la hali ya juu ambalo Microsoft inajaribu kuunda vipande vya elektroni ili kuhifadhi habari katika sehemu nyingi kwa wakati mmoja, na kuifanya kuwa thabiti zaidi na isiyoweza kuathiriwa. Haina nguvu kuliko kile ambacho washindani wake wanajaribu kujenga, lakini matokeo yatakuwa hatua kubwa mbele kwa uwanja mzima wa kompyuta ya quantum, mchambuzi Hopkins alisema.
"Wako kwenye kamari na watu wengi wanafikiri hawatafanikiwa kamwe," Hopkins alisema.
Kwa upande wa kuvutia zaidi, wanaoanzisha kama IonQ na D-Wave wanaweka dau kwenye teknolojia ya kisasa kama vile kunasa ion na kupunguza kiasi. Kuweka tu, wanajaribu kwa njia tofauti kufikia utendaji mkubwa na utulivu kutoka kwa kila qubit, kwa kutumia mbinu mpya kabisa.
"Hii inaturuhusu kuunda kompyuta ya kiasi ambayo hutatua matatizo changamano na kuendelea kufanya hivyo," Mark Johnson, makamu wa rais wa processor na uundaji wa bidhaa za quantum katika D-Wave, aliiambia Business Insider.
Mwanasayansi wa quantum wa IBM anapitia Kituo cha Kompyuta cha IBM Q katika Kituo cha Utafiti cha Thomas J. Watson huko Yorktown Heights, New York. Picha: Connie Zhou kwa IBM
Uanzishaji wa Quantum
Kuongezeka kwa kompyuta ya kiasi kumezua wimbi la shauku ya wawekezaji katika uanzishaji unaohusiana. Robert Sutor wa IBM anakadiria kuwa kuna takriban programu 100 za quantum, maunzi na hata uanzishaji wa ushauri duniani kote. Hii ni ndogo ikilinganishwa na soko kubwa la kuanzia, lakini kubwa zaidi kuliko hapo awali.
"Nimekuwa katika nafasi hii kwa muda mrefu, tangu mwanzo," alisema Monroe wa IonQ. - Kwa muda mrefu ilikuwa katika utoto wake, hadi miaka 5-8 iliyopita ilivutia tahadhari na kuvutia uwekezaji mkubwa. Ilionekana wazi kuwa wakati ulikuwa umefika.β
Chris Monroe, Mkurugenzi Mtendaji na mwanzilishi mwenza wa uanzishaji wa kompyuta ya quantum IonQ. Picha: IonQ
Baadhi, kama vile Rigetti, wako tayari kushirikiana na wahusika wakuu wa teknolojia wakiwa na chipsi zao za quantum na mifumo ya kisasa ya kompyuta ya quantum.
"Ndiyo msingi wa biashara yetu," Betsy Masiello, makamu wa rais wa bidhaa huko Rigetti, aliiambia Business Insider. - Kuna makampuni mengi katika nafasi ya quantum ambayo yanafanya kazi kwenye programu za programu katika uwanja wa kompyuta ya quantum. Tunatengeneza microchips na kujenga mifumo ya kompyuta."
Matthew Kinsella, mkurugenzi mtendaji wa Maverick Ventures, anasema yeye ni mzuri kwenye uwanja wa kompyuta wa quantum. Kampuni yake imefikia hatua ya kuwekeza katika ColdQuanta, kampuni inayotengeneza vifaa vinavyotumika katika mifumo ya quantum. Anatarajia kompyuta za quantum kuwa bora kuliko mifumo ya leo ndani ya miaka mitano hadi XNUMX. Maverick Ventures anaweka kamari kwa muda mrefu.
"Ninaamini sana katika kompyuta ya quantum, ingawa inaweza kuchukua muda mrefu kuliko inavyotarajiwa kabla ya kompyuta ya quantum kuwa bora kuliko kompyuta ya jadi ya kutatua matatizo ya kila siku. Tuna uwezekano wa kuona faida za kompyuta za quantum katika kutatua matatizo madogo katika miaka michache ijayo,β Kinsella alisema.
Maabara ya Mifumo ya 2000Q ya D-Wave. Picha: D-Wave
Kinsella, kama wachambuzi tuliozungumza nao, anatarajia kile kinachojulikana kama "baridi ya quantum." Kunaweza kuwa na hype karibu na kompyuta za quantum, lakini watu wanapata matumaini yao, wataalam wanaonya. Mashine bado hazijakamilika, na itapita miaka kabla wawekezaji kuona matokeo.
Kwa mtazamo
Hata zaidi ya ukuu wa quantum, wataalam wanatuhakikishia kuwa bado kuna mahali pa kompyuta za jadi na kompyuta kuu. Hadi wakati huo, bado kuna gharama, ukubwa, kutegemewa, na masuala ya nishati ya kushughulikia kabla ya kuyajadili.
"Tunahitaji kupumua," mchambuzi Briss alisema. "Kuna mambo mengi ya kusisimua yanayoendelea katika eneo hili ambayo huchukua muda." Ni mkusanyiko wa fizikia, sayansi ya kompyuta na, kusema ukweli, uchambuzi wa kisayansi. Hatungelazimika kusoma hili ikiwa tungejua majibu yote, lakini kuna kazi nyingi za utafiti mbele.
Kompyuta ya quantum ya Rigetti. Picha: Rigetti
Hata hivyo, kwa wengi ni wazi kwamba hii ni siku zijazo. Kama vile waundaji wa kompyuta ya kwanza ya mfumo mkuu hawakugundua kuwa hii ingesababisha simu mahiri zaidi za ukubwa wa kiganja. Kompyuta ya quantum inaweza kuwa hatua ya kwanza kwenye njia mpya kabisa.
Wachache, kama vile Microsoft Makamu wa Rais wa Utawala wa Biashara Todd Holmdahl, wana matumaini ya kutosha kusema inaweza kuwa muhimu zaidi kuliko akili ya bandia na kujifunza kwa mashine leo. Alikuwa akiwaambia watoto wake kwamba wanapaswa kufanya kile wanachopenda na kwamba wangeweza kupata kazi katika akili ya bandia. Sasa atasema sawa juu ya kompyuta ya quantum.
βHili ni eneo litakaloendelea. Tunahitaji watu wa kuijaza na kuizuia isinyauke,β Holmdahl alisema. "Ina jukumu muhimu katika kizazi chetu, ikitupa fursa ya kuunda vitu vya kushangaza katika siku zijazo."
Chanzo: mapenzi.com