În ultimele luni, s-au spus multe despre cuantical computing, o nouă tehnologie pe care mulți experți nu ezită să o clasifice drept viitorul computerelor, în ciuda faptului că s-ar putea spune fără teama de a greși că este încă la început, adică trebuie să dedicăm mult timp la cercetare și dezvoltare, fabricarea de noi prototipuri și teste de laborator până când îl putem folosi cu adevărat în alte tipuri de medii.
În ciuda acestui fapt, deși mai sunt multe lucruri de făcut, adevărul este că există multe companii de tehnologie de vârf care încearcă să descopere cel mai bun mod de a începe profită la tot ceea ce știm astăzi despre calculul cuantic. Ca detaliu, vă spun că printre marile companii care activează în acest domeniu găsim IBM, Microsoft sau Google, acesta din urmă și, în ciuda cât de complicat este să cunoașteți performanța actuală a acestei tehnologii, a anunțat în urmă cu doar câteva luni că cea mai recentă sa prototip, supranumit D-Wave 2X, a fost un De 100 de ori mai rapid decât un computer convențional.
Ce este calculul cuantic?
Calculul cuantic este o nouă tehnologie care este numită, așa cum am spus, să fie viitorul calculului. Primul lucru care este deosebit de izbitor este că, în timp ce lucrăm în prezent cu așa-numiții biți, unitatea minimă de informații care poate avea doar două valori (zero sau una) în această nouă și complicată tehnologie, lucrăm la asa numitul qubiti unde nu numai că poate exista un zero sau unul, dar este, de asemenea, posibil să existe o suprapunere sau o combinație a ambelor.
Pentru a explica acest lucru un pic mai bine, trebuie să ne bazăm pe fizică și în mod specific, așa cum explică unii experți, pe principiul conservării energiei, care va suna cu siguranță ca dvs. și care explică faptul că energia unui sistem izolat este întotdeauna conservată. Ceea ce ne spune acest principiu, cu titlu de exemplu, este că, dacă am putea concepe un sistem în care am putea pune doar un pahar, nu există frecare în el și se rotește cu aproximativ 5 ture pe secundă, deoarece nu există influență externă, ar roti întotdeauna cu aceeași viteză.
Continuând cu exemplul, imaginați-vă că la un moment dat, paharul nostru este împărțit în două. Încă nu există influență externă, deci această viteză de virare ar trebui menținută. În acest fel, dacă unul dintre cele două ochelari continuă să se rotească cu 5 ture pe secundă, celălalt nu poate fi rotit, deoarece ture ar fi apărut de nicăieri, ceea ce fizica spune că nu se poate întâmpla. Practic, acest principiu ne spune că, dacă știm viteza de rotație a unuia dintre ochelari, veți ști automat care este celălalt, deoarece acesta este împletit.
Deși poate exemplul nu este foarte bun, sper că l-ați înțeles, ne ajută să știm că, în ciuda faptului că stările unui qubit pot fi mai multe, adevărul este că Cunoașterea stării unuia ne ajută să cunoaștem exact starea altuia, oricât de departe ar fi.
Acum, acest lucru poate deveni puțin mai complicat, deoarece, în exemplul pe care l-am dat, știm că una dintre navele în cauză are o viteză și o direcție de rotație specifice, ceva care în lumea cuantică nu mai este așa. două unități din această lume pot avea mai multe viteze și direcții de rotație suprapuse, ceea ce se întâmplă este că, în momentul măsurării vitezei, fixăm direcția.
Fizica cuantică se poate complica mult mai mult cu suprapunere de stat, dar adevărul este că nivelul meu de fizică este un pic limitat, deși cred că, în ciuda faptului că, dacă sunteți fizician, puteți găsi o anumită imprecizie, cred că conceptul a fost clar pentru a continua cu calculul cuantic.
Odată ce am abordat teoria fizică pentru un moment, este timpul să continuăm cu calculul cuantic și cu qubit-urile înțelegeți de ce această tehnologie poate fi atât de puternică. Imaginați-vă că avem un qubit, așa cum am menționat anterior, simplul fapt, de exemplu, de a întoarce un sfert de tură ar determina modificarea rotației sale verticale și orizontale, ceea ce ne dă drept rezultat că, cu o operație de intrare , obținem două rezultate.
Dacă complicăm problema un pic mai mult prin adăugarea unui nou qubit la ecuație, avem că fiecare are mai multe stări, propria oscilație verticală și orizontală și oscilația verticală și orizontală a celuilalt qubit, acum, prin rotirea unuia dintre ele un sfert de tură Se modifică patru parametri, ceea ce înseamnă că, cu o acțiune de intrare, pot fi efectuate patru operații.
Prin adăugarea de noi qubituri la operație, aceasta poate crește exponențial în termeni de operații care sunt efectuate cu o singură acțiune de intrare. Imaginați-vă că obținem un sistem în care avem n qubiți, unde n este numărul pe care îl alegeți la întâmplare, așa cum am comentat anterior, un qubit stochează informații despre oscilația sa verticală și orizontală, precum și pe cea a tuturor qubiților sistemului. cu o transformare la care am putea ajunge efectuați 2 operații de ridicare.
Lăsând puțin această teorie deoparte și punând toate acestea în practică, imaginați-vă că reușiți să creați o cheie WPA2-PSK pentru semnalul dvs. WiFi, această cheie a fost generată complet aleatoriu fără cuvinte reale și niciun program din lume capabil să efectueze atacurile de dicționar o pot cunoaște. Aparent și potrivit experților, folosind o parolă de 10 caractere, ar putea lua un computer convențional mulți ani efectuând atacuri de forță brută. Dacă acest computer, în loc să fie echipament convențional, folosește calculul cuantic, ar dura câteva secunde în găsirea soluției.
Unde ne duce calculul cuantic?
Adevărul este că în acest moment nimeni nu știe la ce ar trebui să ne așteptăm de la o tehnologie atât de nouă, chiar și așa, poate cel mai bun mod de a înțelege unde ne aflăm astăzi este să încercăm să vorbim despre toate știrile pe care marile companii de tehnologie care le trebuie să aibă echipe de cercetători care lucrează neobosit la dezvoltarea și evoluția calculelor cuantice atât la nivel hardware, cât și software.
Conform ultimelor lucrări asupra cărora Google a comentat un fel de noutate, în acest domeniu constatăm că literalmente speră să devină compania cu cea mai mare capacitate în ceea ce privește calculul cuantic pe termen scurt. Acesta este cazul în care speră să ajungă la acest prim pas în acest an 2017 datorită evoluției impresionantului lor D-Wave, care tocmai a primit un nou cip de șase qubit.
Dacă vom continua cu cele mai recente publicate de băieții de la Google, vom constata că acesta este doar un prim pas, deoarece, se pare, au reușit să dezvolte o nouă metodologie de fabricație care să le permită, sau așa a exprimat John Martinis, șeful departamentului Google grupul de cercetare privind calculul cuantic, evoluează mult mai repede. Acest lucru le permite să lucreze astăzi la noi modele de cipuri de între 30 și 50 de qubiți.
Pe de altă parte, Google nu uită că, oricât de multă putere hardware poți obține, ai nevoie de un software-ul care poate fi la egalitate și, având în vedere specializarea acestui tip de sistem, în acest moment nu știm sigur cum să dezvoltăm un limbaj capabil să profite de toate particularitățile acestei tehnologii, deși, încetul cu încetul, luăm noi pași în acest domeniu care pot avea repercusiuni speciale și folosiți în subiecte precum securitate, criptografie sau inteligență artificială.
Lăsând Google deoparte, trebuie să continuăm să vorbim despre IBM, o companie care poate nu merge de obicei în luptă cu progresele sale și care poate părea să meargă puțin „pe drumul lor”, dar care fac progrese destul de remarcabile datorită, de exemplu, ideii de a obține tot felul de dezvoltatori implicat. A lui este tocmai ideea de creați un loc unde orice utilizator își poate pune la încercare cipul de cinci qubit.
Cu privire la Microsoft, Cu câteva luni în urmă, am avut informații că încă lucrează la modul lor particular de a înțelege calculul cuantic, mizând pe o cale complet diferită de cea luată de rivali în această cursă aparte, cum ar fi Google sau IBM. Ideea principală a fost să lucreze cu calcul cuantic scalabil. Pentru a dezvolta această idee, compania a angajat câțiva cercetători de renume pentru a dezvolta așa-numitul qubituri topologice, un sistem care se bazează pe încurcarea particulelor numite anioni care conform fizicii există doar în două dimensiuni.
Aș vrea în sfârșit să închei viziunea pe care o au Intel, unde pariază direct pe utilizarea tranzistoarelor de siliciu și pentru această nouă tehnologie sau interesantul proiect care a fost dezvoltat și realizat în comun de către Universitatea din Bristol și Compania NTT Din care au reușit să dezvolte un cip fotonic care ar putea sta la baza multitaskingului în calculul cuantic. Ca detaliu, vă spun că, potrivit celor responsabili, datorită utilizării acestui nou cip, lucrările care până acum au durat un an întreg pot fi realizate în doar câteva ore, lucru care indică gradul de complexitate al aceluiași și mai ales puterea sa minunată.
În ciuda faptului că miniaturizarea, optimizarea proceselor și alte aspecte sunt încă lucrate pentru a realiza, an de an, să putem evolua și să oferim computere din ce în ce mai puternice, adevărul este că viitorul este să aducem această tehnologie în toate casele. Rămâne de văzut dacă Google reușește cu adevărat să dezvolte un cip de 50 qubit până la sfârșitul acestui an, deși trebuie să recunoaștem că această clasă de companii experți în a face realitate mâine ceea ce credem că astăzi este imposibil.