Tokom posljednjih mjeseci puno se govorilo o tome kvantno računanje, novu tehnologiju koju mnogi stručnjaci ne oklijevaju klasificirati kao budućnost računara, unatoč činjenici da bismo bez straha da ćemo pogriješiti mogli reći da je još uvijek u povojima, odnosno još uvijek moramo posvetiti puno vremena istraživanju i razvoju, proizvodnji novih prototipova i laboratorijskim ispitivanjima sve dok ga zaista ne možemo iskoristiti u drugim vrstama okruženja.
Uprkos tome, iako još treba obaviti mnogo posla, istina je da postoje mnoge prvorazredne tehnološke kompanije koje pokušavaju otkriti najbolji način za početak uzeti prednost na sve što danas znamo o kvantnom računanju. Kao detalj, recimo vam da među velikim kompanijama koje rade na ovom polju nalazimo IBM, Microsoft ili Google, potonji i uprkos tome koliko je komplicirano znati trenutne performanse ove tehnologije, najavio je prije samo nekoliko mjeseci da je najnoviji prototip, nazvan D-Wave 2X, bio je 100 puta brže od konvencionalnog računara.
Šta je kvantno računanje?
Kvantno računanje je nova tehnologija koja se naziva, kao što smo rekli, biti budućnost računarstva. Prva stvar koja je posebno upadljiva u tome je da, dok trenutno radimo s takozvanim bitovima, minimalnom jedinicom informacija koja u ovoj novoj i kompliciranoj tehnologiji može imati samo dvije vrijednosti (nula ili jedna), radimo na tzv kubiti pri čemu ne samo da može biti nula ili jedna, već je moguće i preklapanje ili kombinacija oba.
Da bismo ovo malo bolje objasnili, moramo se oslanjati na fiziku i posebno, kako neki stručnjaci objašnjavaju, na princip očuvanja energije, što će zasigurno zvučati poput vas i to objašnjava da je energija izoliranog sustava uvijek očuvana. Ono što nam ovaj princip govori kao primjer je da ako smo uspjeli osmisliti sustav u koji bismo mogli staviti samo jedno staklo, u njemu nema trenja, a ono se okreće s oko 5 okretaja u sekundi, jer nema vanjski utjecaj, uvijek bi se okretao istom brzinom.
Nastavljajući sa primjerom, zamislite da je u datom trenutku naša čaša podijeljena na dva dijela. Još uvijek nema vanjskog utjecaja, pa ovu brzinu skretanja treba održavati. Na taj način, ako se jedna od dvije čaše i dalje okreće s 5 okretaja u sekundi, druga se ne može okretati, jer bi se okreti pojavili niotkuda, nešto što fizika kaže da se ne može dogoditi. U osnovi nam ovaj princip govori da ako znamo brzinu rotacije jedne naočale, automatski ćete znati koja je druga, jer je isprepletena.
Iako možda primjer nije previše dobar, nadam se da ste ga razumjeli, pomaže nam da znamo da, iako stanja kubita može biti nekoliko, istina je da Poznavanje stanja jednog pomaže nam da tačno znamo stanje drugog, koliko god daleko bilo.
Ovo se može malo zakomplicirati jer u primjeru koji smo naveli znamo da jedna od posuda ima određenu brzinu i smjer rotacije, nešto što u kvantnom svijetu više nije baš tako. dvije jedinice na ovom svijetu mogu imati nekoliko preklopljenih brzina i smjerova rotacije, ono što se događa je da, u trenutku mjerenja brzine, popravimo pravac.
Kvantna fizika se i dalje može mnogo komplicirati s preklapanje države, ali istina je da je moj nivo fizike pomalo ograničen, iako mislim da, uprkos činjenici da, ako ste fizičar, možete pronaći neke nepreciznosti, mislim da je koncept bio jasan da se nastavi s kvantnim računanjem.
Kad se na trenutak pozabavimo fizičkom teorijom, vrijeme je da nastavimo s kvantnim računanjem i qubitovima shvatite zašto ova tehnologija može biti tako moćna. Zamislite da imamo qubit-e, kao što smo već komentirali, sama činjenica da, na primjer, okretanje jedne četvrtine okreta uzrokuje promjenu njegove vertikalne i vodoravne rotacije, što rezultira rezultatom da, s operacijom unosa, dobijamo dva rezultata.
Ako još malo zakompliciramo problem dodavanjem novog kubita jednadžbi, imamo da svako ima nekoliko stanja, svoje vertikalne i vodoravne oscilacije i vertikalne i vodoravne oscilacije drugog kubita, okretanjem jednog od njih četvrtina okreta Izmijenjena su četiri parametra, što znači da se radnjom unosa mogu izvršiti četiri operacije.
Dodavanjem novih qubita u operaciju, ona može eksponencijalno rasti u smislu operacija koje se izvode sa samo jednom akcijom unosa. Zamislite da dobijemo sistem u kojem imamo n kubita gdje je n broj koji ste slučajno odabrali, kao što smo već komentirali, kubit čuva informacije o svojim vertikalnim i vodoravnim oscilacijama, kao i o svim qubitima sistema, tako da s transformacijom do koje bismo mogli doći izvesti 2 operacije podizanja.
Ostavite li malo ovu teoriju po strani i primijenite sve ovo u praksi, zamislite da uspijete stvoriti WPA2-PSK ključ za svoj WiFi signal, ovaj je ključ generiran potpuno slučajno, bez stvarnih riječi i niti jednog programa na svijetu koji može izvesti rječnički napadi to mogu znati. Očigledno i prema mišljenju stručnjaka, uobičajeni računar može koristiti lozinku od 10 znakova godine napada grube sile. Ako ovaj računar, umjesto konvencionalne opreme, koristi kvantno računanje, trajalo bi nekoliko sekundi u pronalaženju rješenja.
Kamo nas vodi kvantno računanje?
Istina je da u ovom trenutku niko ne zna šta trebamo očekivati od ovako nove tehnologije, čak i tako, možda je najbolji način da shvatimo gdje smo danas pokušati razgovarati o svim vijestima koje velike tehnološke kompanije imaju predstavljeni posljednjih mjeseci, timovi istraživača koji neumorno rade na razvoju i evoluciji kvantnog računanja na hardverskom i softverskom nivou.
Prema najnovijim radovima na kojima Google je komentirao neku vrstu novosti, na ovom polju otkrivamo da se doslovno nadaju da će postati kompanija s najviše kapaciteta u pogledu kvantnog računanja u kratkom roku. Takav je slučaj da se nadaju da će ovaj prvi korak postići ove godine 2017. zahvaljujući evoluciji njihovog impresivnog D-vala, koji je upravo dobio novi šest qubit čipa.
Ako nastavimo s najnovijim objavljenim dečkima iz Googlea, ustanovit ćemo da je ovo samo prvi korak jer su, očito, uspjeli razviti novu proizvodnu metodologiju koja bi im to omogućila, ili je barem John Martinis to izrazio. , šef Googleove istraživačke grupe za kvantno računanje, evoluiraju mnogo brže. To im omogućava da danas rade na novim dizajnom čipova između 30 i 50 kubita.
S druge strane, Google ne zaboravlja da bez obzira koliko hardverske snage možete dobiti, potreban vam je softver to može biti do zadatka i, s obzirom na specijalizaciju ove vrste sistema, u ovom trenutku ne znamo sa sigurnošću kako razviti jezik sposoban da iskoristi sve osobine ove tehnologije, iako, malo po malo, Također se postiže preduzimanje novih koraka na ovom polju koji mogu imati posebne posljedice i koji se koriste u temama kao što su sigurnost, kriptografija ili umjetna inteligencija.
Ostavljajući Google po strani, moramo nastaviti razgovarati o tome IBM, kompanija koja možda obično ne ide u bitku sa svojim napretkom i koja se možda čini pomalo 'svojim putem', ali koja postiže prilično izuzetan napredak zahvaljujući, na primjer, ideji da dobije sve vrste programera uključeni. Njegova je upravo ideja create a sajt gdje svaki korisnik može testirati svojih pet kubitnih čipova.
Što se tiče Microsoft, prije nekoliko mjeseci imali smo informaciju da još uvijek rade na svom neobičnom načinu razumijevanja kvantnog računanja, kladeći se na potpuno drugačiji put od onog koji su zauzeli rivali u ovoj neobičnoj rasi poput Googlea ili IBM-a. Glavna ideja bila je raditi s skalabilno kvantno računanje. Da bi razvila ovu ideju, kompanija je angažirala nekoliko poznatih istraživača da razviju tzv topološki kubiti, sustav koji se temelji na preplitanju čestica zvanih bilo koji koji prema fizici postoje samo u dvije dimenzije.
Napokon bih volio da završim viziju u kojoj su Intel, gdje se izravno klade na upotrebu silicijskih tranzistora i za ovu novu tehnologiju ili zanimljiv projekt koji je zajednički razvio i izvodio Univerzitet u Bristolu i kompanija NTT Iz čega su uspjeli razviti fotonski čip koji bi mogao biti osnova za multitasking u kvantnom računanju. Kao detalj, recimo vam da se prema odgovornima, zahvaljujući upotrebi ovog novog čipa, poslovi koji su do sada trajali cijelu godinu mogu obaviti u samo nekoliko sati, nešto što ukazuje na stepen složenosti istog i posebno njegova impresivna snaga.
Uprkos činjenici da se na minijaturizaciji, optimizaciji procesa i drugim aspektima još uvijek radi kako bi se iz godine u godinu moglo razvijati i nuditi sve snažnije računare, istina je da je budućnost donošenje ove tehnologije u sve domove. Ostaje za vidjeti hoće li Google zaista uspjeti razviti 50-qubit čip do kraja ove godine, iako moramo prepoznati da je ova klasa kompanija stručnjaci za stvaranje sutra onog što mislimo da je danas nemoguće.