V zadnjih mesecih se je veliko govorilo kvantno računalništvo, novo tehnologijo, ki jo mnogi strokovnjaki ne obotavljajo uvrstiti med prihodnost računalnikov, kljub temu, da bi lahko brez strahu pred zmoto rekli, da je šele v povojih, to je, da moramo še vedno veliko časa posvetiti raziskave in razvoj, izdelava novih prototipov in laboratorijski testi, dokler jih ne bomo resnično lahko uporabili v drugih okoljih.
Kljub temu, čeprav je še veliko dela, je resnica, da obstaja veliko vrhunskih tehnoloških podjetij, ki poskušajo najti najboljši način za začetek izkoristiti na vse, kar danes vemo o kvantnem računalništvu. Kot podrobnost vam povemo, da med velikimi podjetji, ki delajo na tem področju, najdemo IBM, Microsoft ali Google, slednji pa je kljub temu, kako zapleteno je poznati trenutno delovanje te tehnologije, pred nekaj meseci objavil, da je prototip, poimenovan D-Wave 2X, je bil 100-krat hitrejši od običajnega računalnika.
Kaj je kvantno računalništvo?
Kvantno računalništvo je nova tehnologija, ki ji pravimo, kot smo že rekli prihodnosti računalništva. Prva stvar, ki je pri tem še posebej presenetljiva, je, da medtem ko trenutno delamo s tako imenovanimi biti, minimalno enoto informacij, ki ima lahko v tej novi in zapleteni tehnologiji le dve vrednosti (nič ali ena), delamo na tako imenovani qubits kjer ne more biti samo nič ali ena, temveč je možno tudi prekrivanje ali kombinacija obeh.
Da bi to malo bolje razložili, moramo uporabiti fiziko in natančneje, kot pojasnjujejo nekateri strokovnjaki, načelo varčevanja z energijo, ki bo zagotovo zveni kot vi in to pojasnjuje, da je energija izoliranega sistema vedno ohranjena. To načelo nam na primer pove, da če bi lahko zasnovali sistem, kamor bi lahko postavili samo en kozarec, v njem ni trenja in se vrti s približno 5 zavoji na sekundo, ker ni zunanji vpliv, bi se vedno vrtel z enako hitrostjo.
V nadaljevanju primera si predstavljamo, da je v danem trenutku naš kozarec razdeljen na dva dela. Zunanjega vpliva še vedno ni, zato je treba to hitrost obračanja ohranjati. Na ta način, če se eno od obeh kozarcev še naprej vrti s 5 vrtljaji na sekundo, se drugo ne more vrteti, saj bi se obrati pojavili od nikoder, kar fizika pravi, da se ne more zgoditi. V bistvu nam to načelo govori, da če poznamo hitrost vrtenja enega od očal, boste samodejno vedeli, kaj je drugo, saj je prepleteno.
Čeprav primer morda ni zelo dober, upam, da ste ga razumeli, vendar nam pomaga vedeti, da je kljub dejstvu, da je stanje kubitov več, resnica Poznavanje stanja enega nam pomaga natančno poznati stanje drugega, pa naj bo še tako daleč.
Zdaj se to lahko nekoliko zaplete, saj v primeru, ki smo ga navedli, vemo, da ima eno od zadevnih plovil določeno hitrost in smer vrtenja, kar v kvantnem svetu ni več povsem tako. dve enoti na tem svetu imata lahko več naloženih hitrosti in smeri vrtenja, zgodi pa se, da v trenutku merjenja hitrosti popravimo smer.
Kvantna fizika se lahko z računalnikom še vedno zaplete prekrivanje države, ampak resnica je, da je moja stopnja fizike nekoliko omejena, čeprav mislim, da kljub dejstvu, da če ste fizik, lahko najdete nekaj netočnosti, mislim, da je koncept očitno nadaljeval s kvantnim računalništvom.
Ko smo se za trenutek ukvarjali s fizikalno teorijo, je čas, da nadaljujemo s kvantnim računalništvom in kubiti razumeti, zakaj je ta tehnologija lahko tako zmogljiva. Predstavljajte si, da imamo kubike, kot smo že omenili, že samo dejstvo, da bi na primer obrnili eno četrtino zavoja, spremenilo njegovo navpično in vodoravno vrtenje, kar nam posledično daje, da z vhodno operacijo , dobimo dva rezultata.
Če težavo še bolj zakompliciramo z dodajanjem novega kubita enačbi, imamo, da ima vsako več stanj, svoje vertikalno in vodoravno nihanje ter vertikalno in vodoravno nihanje drugega kubita, zdaj tako, da obračamo eno od njih četrtina obrata Spremenijo se štirje parametri, kar pomeni, da lahko z vnosnim dejanjem izvedemo štiri operacije.
Z dodajanjem novih kubitov k operaciji lahko eksponentno raste glede na operacije, ki se izvajajo z enim samim vstopnim dejanjem. Predstavljajte si, da dobimo sistem, v katerem imamo n kubitov, kjer je n število, ki ste ga naključno izbrali, kot smo že komentirali, kubit shranjuje informacije o svojem vertikalnem in vodoravnem nihanju ter o vseh kubitih sistema, zato s preobrazbo, do katere bi lahko prišli izvedite 2 dvigalni operaciji.
Če pustimo vso to teorijo ob strani in vse to uporabimo v praksi, si predstavljajte, da vam je uspelo ustvariti ključ WPA2-PSK za vaš WiFi signal, ta ključ je bil ustvarjen povsem naključno, brez pravih besed in nobenega programa na svetu, ki bi lahko izvajal slovarski napadi ga lahko poznajo. Očitno in po mnenju strokovnjakov lahko z uporabo 10-mestnega gesla traja običajni računalnik več let izvajala napade surove sile. Če ta računalnik namesto običajne opreme uporablja kvantno računalništvo, trajalo bi nekaj sekund pri iskanju rešitve.
Kam nas pelje kvantno računalništvo?
Resnica je, da trenutno nihče ne ve, kaj naj pričakujemo od tako nove tehnologije, čeprav je morda najbolje, da razumemo, kje smo, poskusiti spregovoriti o vseh novostih, ki jih imajo velika tehnološka podjetja. predstavljene v zadnjih mesecih, skupine raziskovalcev, ki neutrudno delajo na razvoju in razvoju kvantnega računalništva na strojni in programski ravni.
Glede na najnovejša dela na katerih google je komentiral nekakšno novost, na tem področju ugotavljamo, da upajo, da bodo kratkoročno postali podjetje z največjo zmogljivostjo na področju kvantnega računalništva. Tako je, da upajo, da bodo dosegli ta prvi korak letos 2017, zahvaljujoč razvoju njihovega impresivnega vala D-Wave, ki je pravkar prejel novo šest kubični čip.
Če nadaljujemo z najnovejšimi, ki so jih objavili fantje iz Googla, bomo ugotovili, da je to le prvi korak, saj jim je očitno uspelo razviti novo proizvodno metodologijo, ki bi jim to omogočila, ali pa je vsaj John Martinis to izrazil. , vodja Googlove raziskovalne skupine za kvantno računalništvo, se razvijajo veliko hitreje. To jim omogoča, da danes delajo na novih zasnovah čipov med 30 in 50 kubiti.
Po drugi strani Google ne pozabi, da ne glede na to, koliko moči strojne opreme lahko dobite, potrebujete programska oprema to je lahko na nivoju in glede na specializacijo te vrste sistema trenutno ne vemo zagotovo, kako razviti jezik, ki bi lahko izkoristil vse posebnosti te tehnologije, čeprav malo po malo tudi se na tem področju dosega tudi nove korake, ki imajo lahko posebne posledice in se uporabljajo v temah, kot so varnost, kriptografija ali umetna inteligenca.
Če pustimo Google ob strani, se moramo še naprej pogovarjati IBM, podjetje, ki se običajno ne gre v boj s svojim napredkom in se morda zdi, da gre nekoliko po svoji poti, vendar pa dosega precej izjemen napredek, na primer zaradi ideje, da bi dobili vse vrste razvijalcev vključeni. Njegova ideja je ravno v tem ustvarite stran kjer lahko vsak uporabnik preizkusi svoj petkubitni čip.
V zvezi Microsoft, pred nekaj meseci smo imeli informacije, da še vedno delajo na svojem posebnem načinu razumevanja kvantnega računalništva, pri čemer so stavili na povsem drugačno pot, kot so jo ubrali tekmeci v tej posebni dirki, kot sta Google ali IBM. Glavna ideja je bila sodelovanje z prilagodljivo kvantno računalništvo. Za razvoj te ideje je podjetje najelo več priznanih raziskovalcev, da bi razvili tako imenovano topološki kubiti, sistem, ki temelji na prepletanju delcev, imenovanih anyones, ki po fiziki obstajajo le v dveh dimenzijah.
Končno bi rad končal vizijo, v kateri so Intel, kjer neposredno stavijo na uporabo silicijevih tranzistorjev tudi za to novo tehnologijo ali zanimiv projekt, ki so ga skupaj razvili in izvedli Univerza v Bristolu in podjetje NTT Iz katerega so uspeli razviti fotonski čip, ki bi lahko bil osnova za večopravilnost v kvantnem računalništvu. Kot podrobnost vam povem, da se po mnenju odgovornih lahko zaradi uporabe tega novega čipa opravila, ki so do zdaj trajala celo leto, izvedejo v samo nekaj urah, kar kaže na stopnjo zahtevnosti istega in še posebej njegova izjemna moč.
Kljub temu da se še vedno dela na miniaturizaciji, optimizaciji procesov in drugih vidikih, da bi se iz leta v leto lahko razvijali in ponujali čedalje močnejše računalnike, je resnica prihodnost te tehnologije prinesti v vse domove. Treba je še ugotoviti, ali bo Googlu res uspelo razviti 50-kubitni čip do konca tega leta, čeprav moramo priznati, da je ta razred podjetij strokovnjaki za jutrišnjo uresničitev tistega, za kar mislimo, da je danes nemogoče.