Jim Clark, oludari ti ohun elo kuatomu ni Intel, pẹlu ọkan ninu awọn ilana kuatomu ti ile-iṣẹ naa. Aworan; Intel
- Awọn kọnputa kuatomu jẹ imọ-ẹrọ moriwu pupọ ti o di ileri ti ṣiṣẹda awọn agbara iširo ti o lagbara lati yanju awọn iṣoro aibikita tẹlẹ.
- Awọn amoye sọ pe IBM ti ṣe itọsọna ọna ni iširo kuatomu, eyiti o jẹ idi ti Google, Intel, Microsoft ati ogun ti awọn ibẹrẹ wa labẹ ipa rẹ.
- Awọn oludokoowo ni ifamọra si awọn ibẹrẹ iširo kuatomu, pẹlu IonQ, ColdQuanta, D-Wave Systems ati Rigetti, ti o le ba ọja naa jẹ.
- Bibẹẹkọ, apeja kan wa: awọn kọnputa kuatomu ode oni ko lagbara tabi ti o gbẹkẹle bi awọn kọnputa nla ti ode oni, ati pe wọn tun nilo awọn ipo pataki lati bẹrẹ ati bata.
Ni Oṣu Kini, IBM ṣe awọn igbi nigbati o kede IBM Q System One, kọnputa kuatomu akọkọ ni agbaye ti o wa fun iṣowo. Ẹrọ naa wa ninu apoti gilasi didan pẹlu iwọn didun ti awọn ẹsẹ onigun 9.
Eyi jẹ iṣẹlẹ pataki kan fun awọn kọnputa kuatomu, eyiti o tun wa ni awọn ile-iṣẹ iwadii. Gẹgẹbi IBM, awọn ti onra n wa tẹlẹ lati gba ọwọ wọn lori imọ-ẹrọ, eyiti o fihan ileri ni ọpọlọpọ awọn agbegbe: kemistri, imọ-ẹrọ ohun elo, iṣelọpọ ounjẹ, afẹfẹ, idagbasoke oogun, asọtẹlẹ ọja ọja ati paapaa iyipada oju-ọjọ.
IBM Q System Ọkan. Fọto: IBM
Idi fun igbadun naa ni pe kọnputa kuatomu kan ni awọn ohun-ini idan ti o dabi ẹnipe o gba laaye lati ṣe ilana alaye diẹ sii ju eto aṣa lọ. Kọmputa kuatomu kii ṣe kọnputa ti o yara pupọ; ni deede diẹ sii, o jẹ apẹrẹ iširo ti o yatọ patapata ti o nilo atunyẹwo ipilẹṣẹ.
Olubori ninu ere-ije imọ-ẹrọ yoo jẹ ile-iṣẹ ti o lo anfani awọn anfani ti imọ-ẹrọ yii pese. IBM, Microsoft, Google ati awọn omiran imọ-ẹrọ miiran, ati awọn ibẹrẹ, n tẹtẹ lori imọ-ẹrọ yii.
Oludari Iṣowo beere IBM Q Strategy ati Ecosystem Igbakeji Alakoso Bob Sutor nipa bi o ṣe le jẹ ki awọn ọna ṣiṣe wọnyi wa si eniyan: Bawo ni eniyan yoo ṣe wọle si wọn? Bawo ni ọpọlọpọ eniyan ṣe le kọ ẹkọ lati lo awọn kọnputa kuatomu lati ṣe awọn iṣẹ ṣiṣe wọn?
Aye kekere wa lati rii awọn kọnputa kuatomu ni ọfiisi nigbakugba laipẹ. Awọn amoye ti a sọrọ lati gbagbọ pe laibikita wiwa si IBM, yoo jẹ ọdun marun si mẹwa miiran ṣaaju ṣiṣe iṣiro kuatomu nitootọ de ojulowo. IBM Q System Ọkan wa lọwọlọwọ nikan bi iṣẹ iširo awọsanma lati yan awọn alabara. Yoo jẹ akoko diẹ ṣaaju ki awọn eniyan le ra nkan bii eyi ki o fi si iṣẹ fun awọn idi tiwọn.
Nitootọ, awọn amoye sọ pe awọn kọnputa kuatomu ṣafihan ileri nla, ṣugbọn wọn jinna si iṣelọpọ pupọ. Wọn jẹ ẹlẹgẹ pupọ ati nilo awọn ipo pataki lati ṣiṣẹ. Pẹlupẹlu, awọn kọnputa kuatomu loni ko ni igbẹkẹle tabi lagbara bi awọn kọnputa ti a ni tẹlẹ.
"A gbagbọ pe ni ọdun mẹwa, kọnputa kuatomu yoo yi igbesi aye rẹ pada tabi temi," Jim Clark, oludari ohun elo kuatomu ni Intel, sọ fun Oludari Iṣowo. — Ni otitọ, a wa bayi nikan ni maili akọkọ ti Ere-ije gigun. Iyẹn ko tumọ si pe a ko ni aniyan nipa rẹ.”
Kini kọnputa kuatomu kan?
Bill Gates sọ lẹẹkan pe mathimatiki lẹhin kuatomu kọja oye rẹ, ṣugbọn kii ṣe gbogbo eniyan gba.
"O jẹ diẹ ti aiṣedeede pe fisiksi kuatomu jẹ fisiksi ati pe o jẹ idiju pupọ," Chris Monroe, Alakoso ati oludasile IonQ, sọ fun Oludari Iṣowo. "Ohun ti o jẹ ki o jẹ aimọ fun ọpọlọpọ eniyan ni pe ko ni oye, ṣugbọn o ko ni oye fun mi bi o ṣe jẹ fun ọ." Ti ohun kan ba le wa ni ipo giga, o tumọ si pe o le wa ni awọn ipinlẹ meji ni akoko kanna. O jẹ ajeji nitori a ko ni iriri eyi ni agbaye gidi. ”
Awọn kọnputa ti a lo data ifihan bi okun ti 1s tabi 0s ti a pe ni koodu alakomeji. Sibẹsibẹ, kọnputa kuatomu le ṣe aṣoju data bi 1, 0, tabi, pataki julọ, awọn nọmba mejeeji ni akoko kanna.
Nigbati eto kan ba le wa ni ipo diẹ sii ju ọkan lọ ni akoko kanna, a pe ni “superposition,” ọkan ninu awọn ohun-ini ti o dabi ẹnipe idan ti iṣiro kuatomu. Ilana bọtini miiran ti o wa nibi ni “entanglement”, eyiti o jẹ ohun-ini kuatomu ti o fun laaye awọn patikulu meji lati gbe ni imuṣiṣẹpọ pipe, laibikita bi o ṣe yato si ti ara wọn.
Bi alaye ni Scientific American, wọnyi meji awọn agbara darapọ lati ṣẹda kọmputa kan ti o le ilana jina siwaju sii data ni nigbakannaa ju eyikeyi eto lori oja loni.
Agbara kọnputa kuatomu jẹ iwọn ni qubits, ẹyọ ipilẹ ti wiwọn ninu kọnputa kuatomu kan. Gẹgẹ bi awọn kọnputa ode oni ṣe ni awọn olutọsọna 32-bit tabi 64-bit (iwọn kan ti iye data ti wọn le ṣe ni ẹẹkan), kọnputa kuatomu kan pẹlu awọn qubits diẹ sii ni agbara iṣelọpọ pupọ diẹ sii.
Inu kan kuatomu kọmputa. Fọto: IBM
Awọn ọrun ni opin
Gbogbo eyi tumọ si pe kọnputa kuatomu le yanju awọn iṣoro ti o ni opin tẹlẹ nipasẹ agbara iširo.
Fun apẹẹrẹ, kọnputa kuatomu kan le yanju iṣoro onijaja olokiki olokiki, iṣoro iširo ti o nipọn ti o nilo wiwa ipa ọna ti o kuru julọ laarin awọn ilu pupọ ṣaaju ki o to pada si ile. O dabi irọrun, ṣugbọn ti o ba wo ni mathematiki, wiwa ọna ti o dara julọ yoo nira sii bi o ṣe ṣafikun awọn ilu diẹ sii si ipa-ọna rẹ.
Bakanna, kọnputa kuatomu le lọ nipasẹ ẹtan ti o dara julọ, awọn iṣoro ti n gba akoko pupọ julọ, sisọ nipasẹ awọn oye owo pupọ, oogun, tabi data oju-ọjọ lati wa awọn ojutu to dara julọ. Nitootọ, kuatomu ibẹrẹ D-Wave ti n ṣiṣẹpọ tẹlẹ pẹlu Volkswagen lati ṣe itupalẹ awọn ilana awakọ ati ki o lọ nipasẹ awọn iwọn ariwo nla lati de isalẹ awọn nkan.
Awọn iwulo rẹ ni aaye ti cryptography ti jiroro. Kọmputa kuatomu ni agbara lati ni oye ọna fifi ẹnọ kọ nkan ti o yatọ si cipher ti a ti mọ tẹlẹ, eyiti o fun laaye laaye lati ni irọrun ṣe itusilẹ paapaa awọn aṣiri ipinlẹ. Anfani nla wa lati ọdọ awọn ijọba agbaye ni ẹya iwulo yii, lakoko ti awọn ajafitafita bẹru pe dide ti iširo kuatomu le pa aṣiri run.
Iṣoro fisiksi
"Nitori pe awọn iṣiro kuatomu tun wa ni awọn ipele ibẹrẹ rẹ, ọpọlọpọ alaye wa ti o wa ti ko ni idaniloju," Matthew Briss, Igbakeji Aare R & D ni Gartner sọ. "Ṣugbọn awọn ti onra n wa awọn ohun elo tẹlẹ lati pinnu awọn anfani ifigagbaga ti iširo kuatomu fun iṣowo wọn," o sọ.
Pelu gbogbo awọn aruwo, awọn amoye gbagbọ pe awọn kọnputa kuatomu jina lati ṣe itọsọna ọna bi awọn PC ṣe wa ni awọn ọdun 1950. Nitoribẹẹ, wọn n ni ipa, ṣugbọn laiyara.
“Iṣiro kuatomu le ṣe afiwe si ọkọ oju-irin ti o lọra,” Brian Hopkins, igbakeji alaga ati oluyanju akọkọ ni Forrester, sọ fun Oludari Iṣowo. "Ti o ba gbe inch kan fun iṣẹju-aaya, lẹhinna ni oṣu kan yoo ti kọja inches meji fun iṣẹju-aaya." Laipẹ oun yoo bẹrẹ gbigbe ni iyara. ”
Iṣoro nla ni bayi ni pe kọnputa kuatomu ko le ṣe ohunkohun ti kọnputa kilasika ko le ṣe. Ile-iṣẹ naa n reti siwaju si akoko kan ti a pe ni kuatomu supremacy, nigbati awọn kọnputa kuatomu yoo kọja awọn idiwọn lọwọlọwọ.
"Nigbati awọn onibara wa si wa, ohun akọkọ ti wọn sọ fun wa ni pe wọn ko bikita iru awoṣe ti o jẹ niwọn igba ti o wulo fun iṣowo wọn," Briss atunnkanka sọ. - Ko si awoṣe ti o le ju awọn algoridimu kilasika lọ. A nilo gaan lati duro titi ti ohun elo kọnputa kọnputa yoo bẹrẹ lati ni ilọsiwaju. ”
Ẹlẹgbẹ Iwadi IBM Katie Pooley ṣe ayẹwo cryostat ti o ṣe iranlọwọ fun awọn kọnputa kuatomu jẹ ki awọn iwọn otutu wọn dinku. Fọto: Andy Aaron, IBM
Iṣoro nla naa jẹ aini agbara iširo. O ti ro pe titobi titobi yoo nilo kọnputa kan pẹlu agbara ti 50 qubits. Botilẹjẹpe a ti ṣaṣeyọri pataki pataki yii ni ile-iyẹwu, kii ṣe ayeraye ati pe ko le duro. Nitootọ, qubits le jẹ mejeeji labẹ awọn aṣiṣe ati riru, eyiti o yori si awọn iṣoro pẹlu iran wọn ati dinku agbara wọn.
Ohun pataki miiran jẹ ohun elo diẹ sii. Awọn kọnputa kuatomu gbọdọ wa ni iyasọtọ patapata lati agbegbe wọn lati ṣiṣẹ ati nilo awọn iwọn otutu kekere pupọ. Paapaa awọn gbigbọn ti o kere julọ le fa ki awọn qubits ṣubu, ti o sọ wọn kuro ni ipo giga, gẹgẹ bi ọmọde ti n kan tabili ti o nfa awọn ẹyọ-ọyọ ti o ṣubu sori tabili.
Awọn kọnputa kuatomu iṣaaju, gẹgẹbi IBM Q System One, jẹ olopobobo pe ipinya pataki ati awọn ipo itutu agbaiye di ipenija gidi kan. Nmu iṣoro yii buru si ni aito awọn paati pataki: awọn kebulu ti o lagbara ati awọn firiji iwọn otutu kekere. Wọn wa ninu aito nla.
Ni ipari, eyi tumọ si pe botilẹjẹpe imọ ti n ni ilọsiwaju ati imọ-ẹrọ ti nlọsiwaju, iširo kuatomu ko tun ṣee ṣe ni adaṣe.
“Ọkan ninu awọn italaya ninu ẹgbẹ iṣẹ mi ni ifọwọyi awọn ohun elo, silikoni, awọn irin, ki a le ṣẹda agbegbe isokan pupọ,” Intel's Clark sọ. - Eyi jẹ ipilẹ imọ-ẹrọ semikondokito ti o dara julọ. Awọn imọ-ẹrọ ti a nilo lati ṣẹda iṣiro kuatomu ni iwọn ko si sibẹsibẹ. ”
Iṣoro miiran ni pe awọn kọnputa kuatomu ni agbara ti ko ṣee ṣe lati pese agbara iširo airotẹlẹ. Bibẹẹkọ, ko si eniyan pupọ ni agbaye ti o ni iriri siseto tabi ṣiṣiṣẹ awọn eto wọnyi, ati pe awọn olura ti o ni agbara ni itara lati gbiyanju lati ro bi o ṣe le lo nitootọ.
Nla kuatomu Eya
Awọn atunnkanka sọ pe IBM n ṣe itọsọna lọwọlọwọ ere-ije iširo kuatomu ọpẹ si wiwa iṣowo lopin ti IBM Q System One. Nitoripe o wọle nipasẹ awọsanma, IBM le ṣetọju awọn ipo pataki wọnyi lati jẹ ki kọnputa kuatomu ṣiṣẹ lakoko ti o tun ngbanilaaye awọn alabara yiyan lati lo.
"Mo ro pe [IBM's quantum computer] ti wa ni gbigbọn," Briss atunnkanka sọ. "Mo ro pe iṣiro kuatomu gẹgẹbi awoṣe iṣẹ jẹ awoṣe ti o tọ." Nipa fifi sinu apoti kan ati ṣiṣe itọju rẹ ni pataki, wọn n gbiyanju gaan lati mu didara rẹ dara si.”
Sarah Sheldon ti IBM ati Pat Gumann n ṣiṣẹ lori firiji itu ti o tutu awọn kọnputa kuatomu. Fọto: IBM
Ni akoko kanna, awọn atunnkanka ṣe akiyesi pe eyikeyi ninu awọn oṣere ni ọja yii le ni ilọsiwaju ni eyikeyi akoko ti yoo jẹ ki o wa niwaju, ati pe eyi tun jẹ idije pataki.
Awọn omiran IT oriṣiriṣi sunmọ iṣoro yii ni oriṣiriṣi. Intel, IBM, Google ati kuatomu iširo ibẹrẹ Rigetti jẹ awọn ọna ṣiṣe ile ti o da lori awọn iyika superconducting, ti agbara nipasẹ awọn supercomputers-ti-ti-aworan.
n mu ọna ti o yatọ patapata ati boya o lewu ni igbiyanju lati ṣẹda qubit ti o dara julọ. Awọn topological qubit ti Microsoft n gbiyanju lati ṣẹda awọn elekitironi ajẹkù lati fi alaye pamọ ni awọn aaye pupọ ni ẹẹkan, ti o jẹ ki o duro diẹ sii ati ki o kere si iparun. O kere ju logan ju ohun ti awọn oludije rẹ n gbiyanju lati kọ, ṣugbọn abajade yoo jẹ igbesẹ pataki siwaju fun gbogbo aaye ti iširo kuatomu, Oluyanju Hopkins sọ.
“Wọn wa lori tẹtẹ ati ọpọlọpọ eniyan ro pe wọn kii yoo ṣaṣeyọri,” Hopkins sọ.
Ni ẹgbẹ adventurous diẹ sii, awọn ibẹrẹ bii IonQ ati D-Wave n tẹtẹ lori awọn imọ-ẹrọ gige-eti bii idẹkùn ion ati kuatomu annealing. Ni irọrun, wọn n gbiyanju ni awọn ọna oriṣiriṣi lati ṣaṣeyọri iṣẹ ṣiṣe nla ati iduroṣinṣin lati qubit kọọkan, lilo awọn ọna tuntun patapata.
“Eyi n gba wa laaye lati kọ kọnputa kuatomu kan ti o yanju awọn iṣoro eka ati tẹsiwaju nigbagbogbo ni ṣiṣe bẹ,” Mark Johnson, igbakeji alaga ti ero isise ati apẹrẹ ọja ati idagbasoke ni D-Wave, sọ fun Oludari Iṣowo.
Onimọ-jinlẹ IBM quantum kan rin nipasẹ Ile-iṣẹ Iṣiro IBM Q ni Ile-iṣẹ Iwadi Thomas J. Watson ni Yorktown Heights, New York. Fọto: Connie Zhou fun IBM
Awọn ibẹrẹ kuatomu
Ilọsiwaju ni iṣiro kuatomu ti tan igbi ti iwulo oludokoowo ni awọn ibẹrẹ ti o jọmọ. IBM's Robert Sutor ṣe iṣiro pe sọfitiwia kuatomu 100 wa, ohun elo hardware ati paapaa awọn ibẹrẹ ijumọsọrọ ni ayika agbaye. Eyi jẹ kekere ni akawe si ọja ibẹrẹ nla, ṣugbọn o tobi pupọ ju ti iṣaaju lọ.
"Mo ti wa ni aaye yii fun igba pipẹ, lati ibẹrẹ," IonQ's Monroe sọ. - Fun igba pipẹ o wa ni ibẹrẹ rẹ, titi di ọdun 5-8 sẹyin o fa ifojusi ati fa awọn idoko-owo nla. Ó wá hàn kedere pé àkókò ti dé.”
Chris Monroe, Alakoso ati olupilẹṣẹ ti ibẹrẹ iširo kuatomu IonQ. Fọto: IonQ
Diẹ ninu, bii Rigetti, ti ṣetan lati lọ si atampako-si-atampako pẹlu awọn titani tekinoloji pẹlu awọn eerun kuatomu tiwọn ati awọn ọna ṣiṣe iširo kuatomu fafa.
“O jẹ ipilẹ ti iṣowo wa,” Betsy Masiello, igbakeji alaga ọja ni Rigetti, sọ fun Oludari Iṣowo. - Ọpọlọpọ awọn ile-iṣẹ wa ni aaye kuatomu ti n ṣiṣẹ lori awọn ohun elo sọfitiwia ni aaye ti iṣiro kuatomu. A ṣe awọn microchips ati kọ awọn eto iširo. ”
Matthew Kinsella, oludari iṣakoso ti Maverick Ventures, sọ pe o jẹ bullish lori aaye iširo kuatomu. Ile-iṣẹ rẹ ti lọ jina bi lati ṣe idoko-owo ni ColdQuanta, ile-iṣẹ kan ti o ṣe ohun elo ti a lo ninu awọn eto kuatomu. O nireti pe awọn kọnputa kuatomu lati ṣaṣeyọri awọn eto ode oni laarin ọdun marun si XNUMX. Maverick Ventures ti wa ni kalokalo lori oro gun.
“Mo gbagbọ gaan ni iširo kuatomu, botilẹjẹpe o le gba to gun ju ti a reti ṣaaju ki kọnputa kuatomu dara ju kọnputa ibile lọ fun yiyan awọn iṣoro lojoojumọ. A yoo rii awọn anfani ti awọn kọnputa kuatomu ni lohun awọn iṣoro iwọn kekere ni awọn ọdun diẹ ti n bọ, ”Kinsella sọ.
Awọn ile-iṣẹ Awọn ọna ṣiṣe 2000Q D-Wave. Fọto: D-Igbi
Kinsella, bii awọn atunnkanka ti a ba sọrọ, n reti ohun ti a pe ni “igba otutu kuatomu.” Aruwo le wa ni ayika awọn kọnputa kuatomu, ṣugbọn awọn eniyan n gba ireti wọn soke, awọn amoye kilo. Awọn ẹrọ naa ko ti ni pipe, ati pe yoo jẹ ọdun ṣaaju ki awọn oludokoowo wo awọn abajade.
Ni irisi
Paapaa kọja titobi titobi, awọn amoye ṣe idaniloju wa pe aaye tun wa fun awọn kọnputa ibile ati awọn kọnputa nla. Titi di igba naa, iye owo tun wa, iwọn, igbẹkẹle, ati awọn ọran agbara sisẹ lati ṣiṣẹ ṣaaju ki a to le jiroro rẹ.
“A nilo lati gba ẹmi,” Oluyanju Briss sọ. “Ọpọlọpọ awọn nkan moriwu lo wa ni agbegbe yii ti o gba akoko.” O jẹ apejọpọ ti fisiksi, imọ-ẹrọ kọnputa ati, ni otitọ, itupalẹ imọ-jinlẹ. A ko ni lati kawe eyi ti a ba mọ gbogbo awọn idahun, ṣugbọn ọpọlọpọ iṣẹ iwadi wa niwaju. ”
Rigetti kuatomu kọmputa. Fọto: Rigetti
Sibẹsibẹ, fun ọpọlọpọ o han gbangba pe eyi ni ọjọ iwaju. Gẹgẹ bii awọn ti o ṣe kọnputa akọkọ akọkọ ko mọ pe eyi yoo ja si awọn fonutologbolori ti o ni iwọn ọpẹ diẹ sii. Kọmputa kuatomu le jẹ igbesẹ akọkọ lori ọna tuntun patapata.
Diẹ, bii Microsoft VP ti Ijọba Ajọpọ Todd Holmdahl, ni ireti to lati sọ pe o le ṣe pataki diẹ sii ju oye atọwọda ati ẹkọ ẹrọ loni. Ó máa ń sọ fún àwọn ọmọ rẹ̀ pé kí wọ́n ṣe ohun tí wọ́n fẹ́ràn àti pé kí wọ́n máa ríṣẹ́ nínú ìmọ̀ ọgbọ́n orí. Bayi oun yoo sọ kanna nipa iširo kuatomu.
“Eyi jẹ agbegbe ti yoo dagbasoke. A nilo eniyan lati kun ati jẹ ki o ma gbẹ, ”Holmdahl sọ. "O ṣe ipa pataki ninu iran wa, fifun wa ni aye lati ṣẹda awọn ohun iyanu ni ọjọ iwaju."
orisun: www.habr.com