Яке аз проблемахои асосии илмии замони мо мусобикаи ба вучуд овардани аввалин хисоббарори квантй гардид. Дар он хазорон нафар физикхо ва инженерон иштирок доранд. IBM, Google, Alibaba, Microsoft ва Intel консепсияҳои худро таҳия мекунанд. Дастгоҳи пуриқтидори ҳисоббарорӣ ҷаҳони моро чӣ гуна тағир медиҳад ва чаро он ин қадар муҳим аст?
Лаҳзае тасаввур кунед: компютери пурраи квантӣ ба вуҷуд омад. Он як унсури шинос ва табиии ҳаёти мо шудааст. Ҳисобҳои классикиро ҳоло танҳо дар мактаб, дар дарсҳои таърих мегӯянд. Дар ҷое амиқ дар таҳхонаҳои сард мошинҳои пуриқтидор дар қубитҳо кор мекунанд, то роботҳои аз ҷиҳати сунъӣ соҳибақлро ба кор баранд. Онҳо ҳама корҳои хатарнок ва якрангро иҷро мекунанд. Дар боғ сайр карда, шумо ба атроф нигоҳ мекунед ва ҳама гуна роботҳоро мебинед. Ҳайвоноти инсонӣ сагҳоро сайру гашт мекунанд, яхмос мефурӯшанд, симҳои барқро таъмир мекунанд ва гирду атрофро мерӯбанд. Баъзе моделҳо ҳайвоноти хонагиро иваз мекунанд.
Мо имконият пайдо кардем, ки тамоми асрори Коинотро ошкор кунем ва даруни худамонро бубинем. Тиб ба зинаи нав баромад - ҳар ҳафта доруҳои инноватсионӣ таҳия карда мешаванд. Мо метавонем пешгӯӣ кунем ва муайян кунем, ки дар куҷо захираҳои камёб ба монанди газ ва нафт ҷойгиранд. Проблемаи гармшавии глобалӣ ҳал карда шуд, усулҳои сарфаи энергия такмил дода шуданд ва дар шаҳрҳо дигар роҳбандии нақлиёт вуҷуд надорад. Компютери квантй на танхо хамаи мошинхои роботиро идора мекунад, балки харакати озодро низ таъмин мекунад: вай вазъияти роххоро назорат мекунад, маршрутхоро мутобик мекунад ва дар мавридхои зарурй назоратро аз дасти ронандагон мегирад. Ин аст он чизе ки синну соли квантӣ ба назар мерасад.
Шитоби тиллоии квантӣ
Дурнамои татбиқ аҷиб аст, аз ин рӯ сармоягузорӣ ба рушди квантӣ ҳамасола меафзояд. Бозори ҷаҳонии компютерҳои квантӣ дар соли 81,6 2018 миллион доллар арзиш дошт. Коршиносони Market.us тахмин мезананд, ки то соли 2026 он ба 381,6 миллион доллар мерасад. Яъне аз соли 21,26 то соли 2019 он ба ҳисоби миёна 2026% дар як сол афзоиш хоҳад ёфт.
Ин афзоиш аз ҳисоби истифодаи афзояндаи криптографияи квантӣ дар барномаҳои амниятӣ ва аз ҳисоби сармоягузориҳои ҷонибҳои манфиатдори бозори компютерҳои квантӣ ба вуҷуд омадааст. Тибқи таҳлили маҷаллаи илмии Nature, сармоягузорони хусусӣ дар саросари ҷаҳон ҳадди аққал 52 ширкати технологияҳои квантиро маблағгузорӣ карданд. Бозингарони бузург ба монанди IBM, Google, Alibaba, Microsoft, Intel ва D-Wave Systems барои эҷоди як компютери квантии амалан мувофиқ мубориза мебаранд.
Бале, то он даме, ки пуле, ки ҳар сол ба ин соҳа ворид мешавад, хароҷоти ночизро ифода мекунад (дар муқоиса бо 2018 миллиард доллар дар сармоягузории AI дар соли 9,3). Аммо ин рақамҳо барои як соҳаи нобаробар, ки ҳанӯз аз нишондиҳандаҳои самаранокӣ фахр намекунанд, муҳиманд.
Ҳалли масъалаҳои квантӣ
Шумо бояд фаҳмед, ки имрӯз технология ҳанӯз дар ибтидои худ аст. Факат прототипхои машинахои квантй ва системахои ягонаи тачрибавиро ба вучуд овардан мумкин буд. Онҳо қодиранд алгоритмҳои собити мураккаби пастро иҷро кунанд. Аввалин компютери 2-кубитӣ дар соли 1998 сохта шуда буд ва инсоният барои ба сатҳи зарурӣ расондани дастгоҳҳо, ба истилоҳ “бартарияти квантӣ” 21 сол лозим буд. Ин истилоҳ аз ҷониби профессори Калтех Ҷон Прескилл таҳия шудааст. Ва ин маънои қобилияти дастгоҳҳои квантиро барои ҳалли мушкилотро нисбат ба компютерҳои пуриқтидори классикӣ дорад.
Пешрафт дар ин соҳаро ширкати калифорниёии Google ба даст овард. Моҳи сентябри соли 2019 корпоратсия эълон кард, ки дастгоҳи 53-кубити Sycamore-и он ҳисобро дар 200 сония анҷом додааст, ки барои анҷом додани як суперкомпютери замонавӣ 10 000 сол лозим аст. Ин изҳорот боиси баҳсҳои зиёд гардид. IBM бо чунин ҳисобҳо комилан розӣ нест. Дар блоги худ ширкат навишт, ки суперкомпютери Summit дар 2,5 рӯз аз ӯҳдаи ин вазифа мебарояд. Ва ҳама чизе, ки лозим аст, баланд бардоштани иқтидори нигаҳдории диск аст. Гарчанде ки дар асл фарқият он қадар бузург набуд, Google дар ҳақиқат аввалин шуда "бартарияти квантӣ"-ро ба даст овард. Ва ин як марҳилаи муҳим дар таҳқиқоти компютерӣ аст. Аммо дигар чизе. Корнамоии Sycamore танҳо бо мақсади намоишӣ аст. Он татбиқи амалӣ надорад ва барои ҳалли мушкилоти воқеӣ бефоида аст.
Проблемаи асосй дар аппаратура мебошад. Дар ҳоле ки битҳои ҳисоббарории анъанавӣ арзиши 0 ё 1 доранд, дар ҷаҳони аҷиби квантӣ, кубитҳо метавонанд дар ҳарду ҳолат дар як вақт бошанд. Ин амвол суперпозиция номида мешавад. Қубитҳо ба чархҳои чархзананда монанданд: онҳо ҳам бо ақрабаки соат ва ҳам муқобили ақрабаки соат гардиш мекунанд, боло ва поён ҳаракат мекунанд. Агар шумо инро печида ёбед, пас шумо дар як ширкати олӣ ҳастед. Ричард Фейнман боре гуфта буд: "Агар шумо фикр кунед, ки механикаи квантиро мефаҳмед, шумо онро намефаҳмед." Суханони далерона аз марде, ки барои... механикаи квантй мукофоти Нобелро гирифт.
Ҳамин тавр, кубитҳо бениҳоят ноустуворанд ва таҳти таъсири беруна қарор доранд. Мошине, ки аз таги тирезахои лаборатория мегузарад, садои дохилии системаи хунуккунй, заррачаи кайхонии парвозкунанда — хар гуна интерференцияи тасодуфй, хар як таъсири мутакобила синхронии онхоро вайрон мекунад ва онхо кофир мешаванд. Ин барои ҳисоббарорӣ зараровар аст.
Саволи калидӣ барои рушди ҳисоббарории квантӣ ин аст, ки кадом ҳалли сахтафзор аз бисёриҳои таҳқиқшуда устувории кубитҳоро таъмин мекунад. Ҳар касе, ки мушкилоти ҳамоҳангиро ҳал кунад ва компютерҳои квантиро ба мисли GPU маъмул кунад, барандаи Ҷоизаи Нобел мегардад ва сарватмандтарин шахси ҷаҳон мешавад.
Роҳ ба тиҷорат
Соли 2011 ширкати канадагии D-Wave Systems Inc. аввалин шуда компютерҳои квантиро ба фурӯш баровардааст, гарчанде ки фоиданокии онҳо бо баъзе масъалаҳои математикӣ маҳдуд аст. Ва дар моҳҳои оянда, миллионҳо таҳиягарон метавонанд ба истифодаи протсессори квантӣ тавассути абр шурӯъ кунанд - IBM ваъда медиҳад, ки дастрасӣ ба дастгоҳи 53-кубити худро фароҳам меорад. То кунун 20 ширкат ин имтиёзро дар доираи барномаи Q Network дарёфт кардаанд. Дар байни онҳо истеҳсолкунандаи таҷҳизот Samsung Electronics, мошинсозони Honda Motor ва Daimler, ширкатҳои кимиёвии JSR ва Nagase, бонкҳои JPMorgan Chase & Co. ва Barclays.
Аксари ширкатҳое, ки имрӯз бо компютерҳои квантӣ озмоиш мекунанд, онро ҷузъи ҷудонашавандаи оянда медонанд. Вазифаи асосии онҳо ҳоло фаҳмидани он аст, ки дар компютерҳои квантӣ чӣ кор мекунад ва чӣ не. Ва омода бошед, ки аввалин шуда технологияро дар тиҷорат ҷорӣ кунед, вақте ки он омода аст.
Ташкилотхои наклиётй. Volkswagen дар якҷоягӣ бо D-Wave барномаи квантӣ - системаи идоракунии ҳаракатро таҳия мекунад. Барномаи нав ба созмонҳои нақлиёти ҷамъиятӣ ва ширкатҳои таксӣ дар шаҳрҳои бузург имкон медиҳад, ки парки худро самараноктар истифода баранд ва вақти интизории мусофиронро камтар кунанд.
Бахши энергетика. ExxonMobil ва IBM ба истифодаи ҳисоббарории квантӣ дар соҳаи энергетика мусоидат мекунанд. Онҳо ба таҳияи як қатор технологияҳои нави энергетикӣ, баланд бардоштани самаранокии энергия ва кам кардани партовҳои газҳои гулхонаӣ нигаронида шудаанд. Миқёс ва мураккабии мушкилоте, ки бахши энергетика дучор мешавад, аз доираи компютерҳои анъанавии имрӯза берун аст ва барои санҷиши компютерҳои квантӣ мувофиқ аст.
Ширкатҳои дорусозӣ. Accenture Labs бо 1QBit, як ширкати нармафзори квантӣ ҳамкорӣ мекунад. Ҳамагӣ дар 2 моҳ онҳо аз тадқиқот ба исботи консепсия гузаштанд - бо истифода аз барнома барои моделсозии мутақобилаи мураккаби молекулавӣ дар сатҳҳои атом. Ба шарофати қудрати ҳисоббарории квантӣ, ҳоло таҳлили молекулаҳои калонтар имконпазир аст. Ин ба чамъият чй медихад? Доруҳои инноватсионӣ бо камтарин таъсири тараф.
Бахши молия. Технологияҳои ба принсипҳои назарияи квантӣ асосёфта таваҷҷӯҳи бонкҳоро бештар ба худ ҷалб мекунанд. Онҳо ба коркарди муомилот, савдо ва дигар намудҳои маълумот ҳарчи зудтар манфиатдоранд. Barclays ва JP Morgan Chase (бо IBM), инчунин NatWest (бо Fujitsu) аллакай таҷрибаҳои худро дар таҳияи нармафзори махсус мегузаронанд.
Қабули чунин корпоратсияҳои бузург ва пайдоиши пешравони ташаббускори квантӣ дар бораи қобилияти тиҷоратии квантӣ маълумот медиҳад. Мо аллакай мебинем, ки ҳисоббарории квантӣ ба мушкилоти воқеии ҷаҳонӣ, аз баланд бардоштани самаранокии энергия то оптимизатсияи масирҳои нақлиёт истифода мешавад. Ва муҳимтар аз ҳама, арзиши технология бо рушди он афзоиш хоҳад ёфт.
Манбаъ: will.com