Connect with us

Технологии

В ожидании перемен: когда наступит квантовая эра

Опубликовано

,

Сразу несколько больших технологических гигантов не так давно объявили о создании квантовых компьютеров, в сотни раз превосходящих по мощности обычные ПК. Теперь главная задача – сделать квантовые технологии доступными для более широкой аудитории.

Мир на пороге очередного технологического прорыва. Квантовое превосходство, определенное Джоном Прескиллом в 2012-м году, согласно которому квантовые компьютеры могут производить такие вычисления, с которым обычные ПК не смог справиться за разумное количество времени, стало реальным. Пусть, этот термин и звучит слишком сильно, как в вымышленном боевике, в котором Джеймс Бонд встречает Джейсона Борна.

Вполне вероятно, что научный мир сегодня слишком увлечен реальностью квантовых вычислений. Надо понимать, что несмотря на приложенные усилия и огромные суммы потраченных средств, человечество находится только в исходной точке длинного путешествия, конечной целью которого станет использования квантовых компьютеров на регулярной основе для решения сложных проблем.

Вполне вероятно, что в обозримом будущем возникнут три основных типа вычислений: классические вычисления, вычисления на основе искусственного интеллекта и квантовые вычисления. Все они будут использоваться вместе, чтобы справиться с все новыми вызовами.

КВАНТОВЫЙ ОБЪЕМ

У IBM есть альтернативный способ описания прогресса квантовых компьютеров — квантовый объем, который учитывает множество различных аспектов компьютера, а не только один расчет.

Например, «Ошибки калибровки» измеряют насколько хорошо откалиброваны электронные элементы управления для программирования и измерения кубитов, чтобы обеспечить точную работу и уменьшить количество ошибок.

Читайте по теме 
Новый прорыв: IBM представила первый в мире «персональный» квантовый компьютер

Оптимизация схемы измеряет, насколько хорошо улучшается схема по всей ее глубине и ширине регистра кубита. Согласованность важна для того, чтобы продлить способность кубита оставаться в пригодном для использования состоянии. А ведь есть еще «кросстолк», «точность стробирования» и многое другое.

Квантовые вычисления все еще находятся на ранней стадии, и есть много вещей, которых человечество еще не знает. Во многих отношениях это мало чем отличается от роста полупроводниковой промышленности с 1960-х по 90-е годы, когда исследователи продолжали находить новые способы масштабирования.

Одной из самых важных вещей в построении будущих квантовых вычислений будут инвестиции в исследования, направленные на развитие этой технологии. Именно это и послужило причиной предыдущего технологического бума — постоянные много миллиардные инвестиции крупных производителей в разработку новых технологических процессов. Сейчас этим занимается немало компаний, среди которых D-Wave, IBM, Intel, Google, Microsoft, Rigetti и другие.

Читайте по теме 
Квантовый компьютер — тренд будущего

При этом растут финансовые вливания и в изучение искусственного интеллекта. По мнению многих специалистов, проще создавать микросхемы, которые выполняют обработку ИИ, нежели заниматься разработкой квантовых компьютеров.

БОЛЬШЕ, ЧЕМ КВАНТОВОЕ ПРЕВОСХОДСТВО

В чем заключается принцип Прескилла для обычной жизни? Говоря проще, квантовые вычисления сегодня и в обозримом будущем будут использоваться в качестве ускорителя, подключенного к классическому компьютеру. В случае IBM их квантовые компьютеры подключены к классическому серверному процессору (т.е. POWER, Xeon и т. Д.). Цель состоит в том, чтобы квантовые компьютеры выполняли определенные вычисления, которые не масштабируются с традиционными компьютерами, полагающихся на обработку данных в двоичной форме (единица и нули).

Поскольку квантовые компьютеры используют кубиты с квантовой суперпозицией и запутанные кубиты, задачи, которые обычно масштабируются с экспоненциальной скоростью, могут вычисляться в чем-то более похожем на линейные временные масштабы.

Цитата известного физика Ричарда Фейнмана помогает объяснить интерес к квантовым компьютерам: «Природа не классическая, черт побери, и если вы хотите сделать симуляцию природы, вам лучше сделать ее квантово-механической. Это замечательная проблема, потому что это не выглядит так просто». Квантовые вычисления, вероятно, лучший способ решить проблемы, например, в области экологии и химии.

СКРЫТАЯ УГРОЗА

На сегодня есть еще одна важная проблема с квантовыми вычислениями: в работе с ними на низовом уровне очень сложно программировать. До недавнего времени вам действительно требовалась ученая степень по физике для программирования квантового компьютера. Пусть IBM и другие делают машиной более доступной, важно, чтобы следующее поколение программистов познакомилось с квантовыми вычислениями на уровне колледжа. Облачная доступность для исследования квантовых вычислений будет иметь большое значение для понимания того, как использовать такой компьютер. Вероятно, потребуется другое поколение программистов и наставников.

Читайте по теме 
От популизма до терроризма: все в мире подчинено законам квантовой физики

IBM имеет свой программный стек Qiskit и предлагает облачную поддержку и доступ к своим исследовательским квантовым компьютерам. Это одна из компаний, открывающих квантовые вычисления для более широкой аудитории с 160 тысячами зарегистрированных пользователей для своего квантового сервиса.

На сегодняшний день исследователи провели 15 миллионов экспериментов, и было представлено более 200 работ, в которых использовались инструменты IBM. Но детали программирования квантовых компьютеров все еще сложны — проблемы с точностью воспроизведения, ошибками пользователей и оптимизацией все еще являются нерешенными.

Читайте по теме 
Провал или хитрый ход: после презентации Cybertruck Маск потерял 770 миллионов долларов

Другой важный момент: квантовые вычисления дают вероятностный результат, который хорош для решения многих проблем, но если вы хотите рассчитать денежный баланс или составить финансовую таблицу, оставьте это для классических компьютеров сейчас.

ВМЕСТО ЭПИЛОГА

Сегодня квантовые компьютеры «шумят», пока еще нестабильны и стоят более 10 миллионов долларов. По прогнозам экспертов, все эти проблемы будут решены в течение следующего десятилетия. Вопрос только в том, готово ли человечество к этому.

Реклама

Trending

Все материалы сайта и журнала PROMAN Ukraine защищены украинскими и международными законами о соблюдении авторских прав. Любое использование материалов журнала возможно лишь после согласования с редакцией. При использовании материалов с сайта proman.com.ua прямая открытая гиперссылка на ресурс не ниже второго абзаца текста обязательна