Apa itu komputasi kuantum dan kemana ia bisa membawa kita?

komputasi kuantum

Selama beberapa bulan terakhir banyak yang telah dibicarakan komputasi kuantum, sebuah teknologi baru yang oleh banyak ahli tidak segan-segan untuk mengklasifikasikannya sebagai masa depan komputer meskipun pada kenyataannya kita dapat mengatakan tanpa takut salah bahwa itu masih dalam tahap awal, yaitu, kita masih harus mendedikasikan banyak waktu untuk penelitian dan pengembangan, pembuatan prototipe baru dan uji laboratorium sampai kita benar-benar dapat memanfaatkannya di lingkungan jenis lain.

Meskipun demikian, meskipun masih banyak pekerjaan yang harus diselesaikan, kenyataannya ada banyak perusahaan teknologi tingkat atas yang mencoba menemukan cara terbaik untuk memulai. mengambil keuntungan untuk semua yang kita ketahui hari ini tentang komputasi kuantum. Sebagai detail, beri tahu Anda bahwa di antara perusahaan besar yang bekerja di bidang ini kami menemukan IBM, Microsoft atau Google, yang terakhir dan terlepas dari betapa rumitnya mengetahui kinerja teknologi saat ini, mengumumkan beberapa bulan yang lalu bahwa yang terbaru prototipe, dijuluki D-Wave 2X, itu adalah 100 kali lebih cepat dari komputer konvensional.

Apa itu komputasi kuantum?

Komputasi kuantum adalah teknologi baru yang disebut, seperti yang kami katakan, sebagai masa depan komputasi. Hal pertama yang sangat mencolok tentang hal itu adalah, saat ini bekerja dengan apa yang disebut bit, unit informasi minimum yang hanya dapat memiliki dua nilai (nol atau satu) dalam teknologi baru dan rumit ini, kami mengerjakan disebut qubit di mana tidak hanya bisa ada nol atau satu, tetapi mungkin juga ada tumpang tindih atau kombinasi keduanya.

Untuk menjelaskan ini sedikit lebih baik, kita harus mengacu pada fisika dan secara khusus, seperti yang dijelaskan beberapa ahli, prinsip kekekalan energi, yang pasti akan terdengar seperti Anda dan itu menjelaskan bahwa energi sistem yang terisolasi selalu dilestarikan. Prinsip ini memberi tahu kita, sebagai contoh, adalah bahwa jika kita dapat merancang sistem di mana kita hanya dapat meletakkan satu gelas, tidak ada gesekan di dalamnya, dan itu berputar sekitar 5 putaran per detik, karena tidak ada pengaruh eksternal, itu akan selalu berputar dengan kecepatan yang sama.

Chip D-Wave

Melanjutkan contoh, bayangkan pada saat tertentu, gelas kita terbagi dua. Masih belum ada pengaruh luar, sehingga kecepatan belok ini harus dijaga. Dengan cara ini, jika salah satu dari dua kaca terus berputar dengan kecepatan 5 putaran per detik, yang lain tidak dapat berputar karena belokan akan muncul entah dari mana, sesuatu yang menurut fisika tidak dapat terjadi. Pada dasarnya prinsip ini memberi tahu kita bahwa jika kita mengetahui kecepatan putaran salah satu kaca mata, Anda akan secara otomatis mengetahui yang mana yang lain karena saling terkait.

Meskipun mungkin contohnya tidak terlalu bagus, saya harap Anda telah memahaminya, ini membantu kami untuk mengetahui bahwa, meskipun status qubit bisa beberapa, kenyataannya adalah itu Mengetahui keadaan seseorang membantu kita mengetahui dengan tepat keadaan orang lain, sejauh mana pun itu.

Sekarang, ini bisa menjadi sedikit lebih rumit karena, dalam contoh yang telah kita berikan, kita tahu bahwa salah satu kapal yang dipermasalahkan memiliki kecepatan dan arah rotasi tertentu, sesuatu yang di dunia kuantum tidak lagi seperti itu. dua unit di dunia ini dapat memiliki beberapa kecepatan dan arah rotasi yang ditumpangkan, yang terjadi adalah, pada saat mengukur kecepatan, kita menetapkan arahnya.

Fisika kuantum masih bisa menjadi jauh lebih rumit dengan negara tumpang tindih, tetapi kenyataannya adalah tingkat fisika saya agak terbatas, meskipun saya pikir, terlepas dari kenyataan bahwa jika Anda seorang fisikawan, Anda dapat menemukan beberapa ketidakakuratan, saya pikir konsepnya sudah jelas untuk dilanjutkan dengan komputasi kuantum.

Setelah kita membahas teori fisika sejenak, sekarang saatnya melanjutkan komputasi kuantum dan qubit ke memahami mengapa teknologi ini bisa sangat kuat. Bayangkan kita memiliki qubit, seperti yang telah kita komentari sebelumnya, fakta semata-mata, misalnya, memutar seperempat putaran akan menyebabkan rotasi vertikal dan horizontal berubah, yang memberi kita hasil bahwa, dengan operasi input, kami mendapatkan dua hasil.

Jika kita memperumit masalah sedikit lebih banyak dengan menambahkan qubit baru ke persamaan, kita mendapatkan bahwa masing-masing memiliki beberapa keadaan, osilasi vertikal dan horizontal sendiri dan osilasi vertikal dan horizontal dari qubit lain, sekarang, dengan memutar salah satunya seperempat putaran Empat parameter diubah, yang berarti bahwa, dengan tindakan input, empat operasi dapat dilakukan.

Dengan menambahkan qubit baru ke dalam operasi, itu dapat berkembang secara eksponensial dalam hal operasi yang dilakukan hanya dengan satu tindakan entri. Bayangkan kita mendapatkan sistem di mana kita memiliki n qubit di mana n adalah nomor yang Anda pilih secara acak, seperti yang telah kami komentari sebelumnya, qubit menyimpan informasi tentang osilasi vertikal dan horizontal serta semua qubit dari sistem tersebut, demikian juga dengan transformasi yang bisa kita capai melakukan 2 operasi angkat.

Mengesampingkan semua teori ini sedikit dan mempraktikkan semua ini, bayangkan Anda berhasil membuat kunci WPA2-PSK untuk sinyal WiFi Anda, kunci ini dibuat dengan cara yang benar-benar acak tanpa kata-kata nyata dan tidak ada program di dunia. mampu melakukan serangan kamus bisa mengetahuinya. Rupanya dan menurut para ahli, menggunakan sandi 10 karakter, komputer konvensional dapat mengambil tahun serangan brute force. Jika komputer ini, alih-alih menjadi peralatan konvensional, menggunakan komputasi kuantum, itu akan memakan waktu beberapa detik dalam mencari solusi.

Kemana komputasi kuantum membawa kita?

Yang benar adalah bahwa saat ini tidak ada yang tahu apa yang harus kita harapkan dari teknologi baru seperti ini, meski begitu, mungkin hal terbaik untuk memahami di mana kita saat ini adalah mencoba berbicara tentang semua berita yang disajikan oleh perusahaan teknologi besar. dalam beberapa bulan terakhir, tim peneliti bekerja tanpa lelah pada pengembangan dan evolusi komputasi kuantum baik di tingkat perangkat keras maupun perangkat lunak.

Menurut karya terbaru yang Google telah mengomentari beberapa hal baru, di bidang ini kami menemukan bahwa mereka benar-benar berharap menjadi perusahaan dengan kapasitas terbesar dalam hal komputasi kuantum dalam jangka pendek. Mereka berharap dapat mencapai langkah pertama ini tahun 2017 ini berkat evolusi D-Wave yang mengesankan, yang baru saja menerima enam chip qubit.

keping

Jika kami melanjutkan dengan yang terbaru diterbitkan oleh orang-orang dari Google, kami menemukan bahwa ini hanyalah langkah pertama karena, tampaknya, mereka telah berhasil mengembangkan metodologi manufaktur baru yang memungkinkan mereka, atau setidaknya itulah yang diungkapkan oleh John Martinis. ., kepala grup penelitian Google tentang komputasi kuantum, berkembang jauh lebih cepat. Hal ini memungkinkan mereka untuk mengerjakan desain chip baru antara 30 dan 50 qubit.

Di sisi lain, Google tidak lupa bahwa berapa pun daya perangkat keras yang Anda dapat, Anda memerlukan file perangkat lunak yang dapat memenuhi standar dan, mengingat spesialisasi jenis sistem ini, saat ini kami tidak tahu pasti bagaimana mengembangkan bahasa yang mampu memanfaatkan semua kekhasan teknologi ini, meskipun, sedikit demi sedikit, itu juga sedang dicapai mengambil langkah baru di bidang ini yang dapat memiliki dampak khusus dan digunakan dalam topik seperti keamanan, kriptografi atau kecerdasan buatan.

Mengesampingkan Google, kita harus terus membicarakannya IBM, sebuah perusahaan yang mungkin biasanya tidak berperang dengan kemajuannya dan itu mungkin terlihat sedikit 'dengan cara mereka sendiri' tetapi itu membuat kemajuan yang cukup penting, misalnya, untuk gagasan melibatkan semua jenis pengembang . Tepatnya adalah idenya buat a situs di mana setiap pengguna dapat menguji chip lima qubit mereka.

Dalam hal Microsoft, beberapa bulan yang lalu kami mendapat informasi bahwa mereka masih mengerjakan cara aneh mereka dalam memahami komputasi kuantum, bertaruh di jalur yang sama sekali berbeda dari yang diambil oleh pesaing dalam perlombaan khusus ini seperti Google atau IBM. Ide utamanya adalah bekerja dengan komputasi kuantum yang dapat diskalakan. Untuk mengembangkan ide ini, perusahaan telah mempekerjakan beberapa peneliti terkenal untuk mengembangkan apa yang dikenal sebagai qubit topologi, sebuah sistem yang didasarkan pada jalinan partikel yang disebut anyones yang menurut fisika hanya ada dalam dua dimensi.

Saya akhirnya ingin mengakhiri visi yang mereka miliki Intel, di mana mereka secara langsung bertaruh pada penggunaan transistor silikon juga untuk teknologi baru ini atau proyek menarik yang telah dikembangkan dan dilakukan bersama oleh Universitas Bristol dan Perusahaan NTT Dari mana mereka berhasil mengembangkan chip fotonik yang bisa menjadi dasar multitasking dalam komputasi kuantum. Sebagai detailnya, beritahu Anda bahwa menurut mereka yang bertanggung jawab, berkat penggunaan chip baru ini, pekerjaan yang hingga saat ini memakan waktu setahun penuh dapat dijalankan hanya dalam beberapa jam, sesuatu yang menunjukkan tingkat kerumitan yang sama dan terutama kekuatannya yang luar biasa.

Terlepas dari kenyataan bahwa miniaturisasi, pengoptimalan proses, dan aspek lainnya masih dikerjakan untuk mencapai, tahun demi tahun, untuk dapat berevolusi dan menawarkan komputer yang semakin kuat, kenyataannya adalah bahwa masa depan adalah menghadirkan teknologi ini ke semua rumah. Masih harus dilihat apakah Google benar-benar berhasil mengembangkan chip 50 qubit pada akhir tahun ini, meskipun kita harus menyadari bahwa kelas perusahaan ini ahli dalam membuat hari esok apa yang kita anggap tidak mungkin hari ini.


Jadilah yang pertama mengomentari

tinggalkan Komentar Anda

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Bidang yang harus diisi ditandai dengan *

*

*

  1. Penanggung jawab data: Miguel Ángel Gatón
  2. Tujuan data: Mengontrol SPAM, manajemen komentar.
  3. Legitimasi: Persetujuan Anda
  4. Komunikasi data: Data tidak akan dikomunikasikan kepada pihak ketiga kecuali dengan kewajiban hukum.
  5. Penyimpanan data: Basis data dihosting oleh Occentus Networks (UE)
  6. Hak: Anda dapat membatasi, memulihkan, dan menghapus informasi Anda kapan saja.