Wat is quantum computing en waar kunnen we mee naartoe?

quantum computing

De afgelopen maanden is er veel over gezegd quantum computing, een nieuwe technologie die veel experts niet aarzelen om te classificeren als de toekomst van computers, ondanks het feit dat we zonder bang te hoeven zijn ongelijk te hebben dat het nog in de kinderschoenen staat, dat wil zeggen dat we nog veel tijd moeten besteden aan onderzoek en ontwikkeling, fabricage van nieuwe prototypes en laboratoriumtests totdat we er echt gebruik van kunnen maken in andere soorten omgevingen.

Ondanks dit, hoewel er nog veel werk aan de winkel is, is de waarheid dat er veel technologiebedrijven van het hoogste niveau zijn die proberen de beste manier te vinden om te beginnen profiteren tot alles wat we vandaag weten over quantum computing. Vertel u als detail dat we onder de grote bedrijven die op dit gebied werken IBM, Microsoft of Google vinden, de laatste en ondanks hoe gecompliceerd het is om de huidige prestaties van deze technologie te kennen, kondigde slechts een paar maanden geleden aan dat de nieuwste prototype, genaamd D-Wave 2X, het was een 100 keer sneller dan een conventionele computer.

Wat is kwantumcomputers?

Quantum computing is een nieuwe technologie die, zoals we al zeiden, de toekomst van computers. Het eerste dat vooral opvalt, is dat we, terwijl we momenteel werken met de zogenaamde bits, een minimale informatie-eenheid die slechts twee waarden (nul of één) kan hebben in deze nieuwe en gecompliceerde technologie, werken aan de zogenoemde qubits waarbij er niet alleen een nul of een een kan zijn, maar het is ook mogelijk dat er een overlap of combinatie van beide is.

Om dit een beetje beter uit te leggen, moeten we putten uit natuurkunde en specifiek, zoals sommige experts uitleggen, de principe van behoud van energie, wat zeker als jij zal klinken en dat verklaart dat de energie van een geïsoleerd systeem altijd behouden blijft. Wat dit principe ons bij wijze van voorbeeld vertelt, is dat als we een systeem zouden kunnen bedenken waarbij we maar één glas zouden kunnen plaatsen, er geen wrijving in zit en het roteert met ongeveer 5 omwentelingen per seconde, omdat er geen externe invloed, het zou altijd met dezelfde snelheid roteren.

D-Wave-chip

Ga verder met het voorbeeld en stel je voor dat ons glas op een gegeven moment in tweeën wordt gedeeld. Er is nog steeds geen externe invloed, dus deze draaisnelheid moet worden aangehouden. Op deze manier, als een van de twee glazen blijft draaien met 5 omwentelingen per seconde, kan de andere niet draaien omdat er uit het niets bochten zouden zijn verschenen, iets dat volgens de natuurkunde niet kan gebeuren. In feite vertelt dit principe ons dat als we de rotatiesnelheid van een van de glazen kennen, je automatisch weet wat de andere is, omdat deze met elkaar verweven is.

Hoewel het voorbeeld misschien niet erg goed is, hoop ik dat je het hebt begrepen, helpt het ons te weten dat, ondanks het feit dat de toestanden van een qubits meerdere kunnen zijn, de waarheid is dat Het kennen van de toestand van de een helpt ons om precies de toestand van de ander te kennen, hoe ver het ook mag zijn.

Nu kan dit wat gecompliceerder worden omdat we in het voorbeeld dat we hebben gegeven weten dat een van de schepen in kwestie een specifieke rotatiesnelheid en richting heeft, iets wat in de kwantumwereld niet helemaal meer het geval is. twee eenheden in deze wereld kunnen verschillende gesuperponeerde snelheden en rotatierichtingen hebben. Wat er gebeurt, is dat we op het moment dat we de snelheid meten, de richting bepalen.

Kwantumfysica kan nog steeds veel gecompliceerder worden met de overlapping van de staat, maar de waarheid is dat mijn niveau van natuurkunde een beetje beperkt is, hoewel ik denk dat, ondanks het feit dat je als natuurkundige enige onnauwkeurigheid kunt vinden, ik denk dat het concept duidelijk is geweest om door te gaan met kwantumcomputers.

Als we eenmaal de fysische theorie hebben behandeld, is het tijd om verder te gaan met quantum computing en qubits naar begrijp waarom deze technologie zo krachtig kan zijn. Stel je voor dat we een qubits hebben, zoals we eerder hebben vermeld, alleen al door bijvoorbeeld een kwartslag te draaien, zou de verticale en horizontale rotatie ervan worden gewijzigd, wat ons als resultaat geeft dat met een invoeroperatie krijgen we twee resultaten.

Als we het probleem nog wat ingewikkelder maken door een nieuwe qubit aan de vergelijking toe te voegen, hebben we dat elke qubit verschillende toestanden heeft, zijn eigen verticale en horizontale oscillatie en de verticale en horizontale oscillatie van de andere qubit, nu, door er een te draaien een kwartslag Vier parameters worden gewijzigd, wat betekent dat met een invoeractie vier bewerkingen kunnen worden uitgevoerd.

Door nieuwe qubits aan de bewerking toe te voegen, kan deze exponentieel groeien in termen van bewerkingen die worden uitgevoerd met slechts één invoeractie. Stel je voor dat we een systeem krijgen waarin we n qubits hebben waarbij n het getal is dat je willekeurig kiest, zoals we eerder hebben opgemerkt, slaat een qubit informatie op over zijn verticale en horizontale oscillatie, evenals die van alle qubits van het systeem, dus met een transformatie die we zouden kunnen bereiken voer 2 hijsoperaties uit.

Laat al deze theorie een beetje achterwege en breng dit allemaal in de praktijk, stel je voor dat het je lukt om een ​​WPA2-PSK-sleutel voor je wifi-signaal te maken, deze sleutel is volledig willekeurig gegenereerd zonder echte woorden en geen enkel programma ter wereld dat kan uitvoeren woordenboekaanvallen kunnen het weten. Blijkbaar en volgens experts kan een conventionele computer met een wachtwoord van 10 tekens worden gebruikt vele jaren met brute force-aanvallen. Als deze computer, in plaats van conventionele apparatuur te zijn, gebruikmaakt van quantum computing, het zou een paar seconden duren bij het vinden van de oplossing.

Waar brengt quantum computing ons heen?

De waarheid is dat op dit moment niemand weet wat we kunnen verwachten van een technologie die zo nieuw is als deze, maar misschien is de beste manier om te begrijpen waar we nu staan, te proberen te praten over al het nieuws dat de grote technologiebedrijven hebben. presenteerde de afgelopen maanden teams van onderzoekers die onvermoeibaar werkten aan de ontwikkeling en evolutie van quantum computing, zowel op hardware- als softwareniveau.

Volgens de laatste werken waarop Google heeft op een of andere nieuwigheid gereageerd, merken we op dit gebied dat ze letterlijk hopen op korte termijn het bedrijf te worden met de meeste capaciteit op het gebied van quantum computing. Dat is het geval dat ze dit jaar 2017 deze eerste stap hopen te bereiken dankzij de evolutie van hun indrukwekkende D-Wave, die zojuist een nieuwe zes qubit-chip.

spaander

Als we doorgaan met het laatste dat door de jongens van Google is gepubliceerd, zien we dat dit slechts een eerste stap is, aangezien ze er blijkbaar in zijn geslaagd een nieuwe productiemethode te ontwikkelen die hen in staat zou stellen, of in ieder geval heeft John Martinis het zo uitgedrukt. , hoofd van Google's onderzoeksgroep op het gebied van kwantumcomputers, om veel sneller te evolueren. Hierdoor kunnen ze vandaag werken aan nieuwe chipontwerpen van tussen 30 en 50 qubits.

Aan de andere kant vergeet Google niet dat, hoeveel hardwarevermogen u ook kunt krijgen, u een software dat kan kloppen en, gezien de specialisatie van dit type systeem, weten we op dit moment niet zeker hoe we een taal moeten ontwikkelen die in staat is om te profiteren van alle eigenaardigheden van deze technologie, hoewel we beetje bij beetje nieuwe stappen op dit gebied die speciale gevolgen kunnen hebben en worden gebruikt in onderwerpen als beveiliging, cryptografie of kunstmatige intelligentie.

Afgezien van Google, moeten we verder praten IBM, een bedrijf dat misschien meestal niet de strijd aangaat met zijn vorderingen en dat misschien een beetje 'hun eigen weg' lijkt te gaan, maar dat behoorlijk opmerkelijke vorderingen maakt, bijvoorbeeld dankzij het idee om allerlei soorten ontwikkelaars te krijgen betrokken. Hij is precies het idee van maak een WebSite waar elke gebruiker zijn vijf qubit-chip op de proef kan stellen.

Wat betreft de Microsoft, een paar maanden geleden hadden we informatie dat ze nog bezig waren met hun eigenaardige manier om kwantumcomputers te begrijpen, waarbij ze gokten op een heel ander pad dan dat van rivalen in deze eigenaardige race, zoals Google of IBM. Het belangrijkste idee was om te werken met de schaalbare quantum computing. Om dit idee te ontwikkelen, had het bedrijf verschillende gerenommeerde onderzoekers ingehuurd om wat bekend staat als te ontwikkelen topologische qubits, een systeem dat is gebaseerd op de interliniëring van deeltjes, anyones genaamd, die volgens de fysica slechts in twee dimensies bestaan.

Ik zou eindelijk de visie willen beëindigen die ze erin hebben Intel, waar ze rechtstreeks wedden op het gebruik van siliciumtransistors, ook voor deze nieuwe technologie of het interessante project dat is ontwikkeld en gezamenlijk is uitgevoerd door de Universiteit van Bristol en NTT Company Van daaruit zijn ze erin geslaagd een fotonische chip te ontwikkelen die de basis zou kunnen vormen voor multitasking in quantum computing. Zeg als detail dat volgens de verantwoordelijken, dankzij het gebruik van deze nieuwe chip, klussen die tot nu toe een heel jaar duurden, in slechts een paar uur kunnen worden uitgevoerd, iets dat de mate van complexiteit van dezelfde en vooral zijn ontzagwekkende kracht.

Ondanks het feit dat er nog steeds aan miniaturisatie, procesoptimalisatie en andere aspecten wordt gewerkt om jaar na jaar te kunnen evolueren en steeds krachtigere computers aan te bieden, is de waarheid dat het de toekomst is om deze technologie naar alle huizen te brengen. Het valt nog te bezien of Google er echt in slaagt om tegen het einde van dit jaar een chip van 50 qubit te ontwikkelen, hoewel we moeten erkennen dat deze klasse van bedrijven experts in het realiseren van morgen wat we vandaag denken, is onmogelijk.


De inhoud van het artikel voldoet aan onze principes van redactionele ethiek. Klik op om een ​​fout te melden hier.

Wees de eerste om te reageren

Laat je reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *

*

*

  1. Verantwoordelijk voor de gegevens: Miguel Ángel Gatón
  2. Doel van de gegevens: Controle SPAM, commentaarbeheer.
  3. Legitimatie: uw toestemming
  4. Mededeling van de gegevens: De gegevens worden niet aan derden meegedeeld, behalve op grond van wettelijke verplichting.
  5. Gegevensopslag: database gehost door Occentus Networks (EU)
  6. Rechten: u kunt uw gegevens op elk moment beperken, herstellen en verwijderen.