Gjatë muajve të fundit, është thënë shumë për të informatikë kuantike, një teknologji e re që shumë ekspertë nuk hezitojnë ta klasifikojnë si e ardhmja e kompjuterëve, pavarësisht nga fakti se mund të themi pa frikë se jemi gabim se është ende në fillimet e saj, domethënë akoma duhet të kushtojmë shumë kohë për kërkimin dhe zhvillimin, prodhimin e prototipave të rinj dhe provave laboratorike derisa të mund ta përdorim me të vërtetë në lloje të tjera të mjediseve.
Pavarësisht kësaj, megjithëse ka ende shumë punë për të bërë, e vërteta është se ka shumë kompani të nivelit të parë të teknologjisë që po përpiqen të zbulojnë mënyrën më të mirë për të filluar perfitoj për gjithçka që dimë për llogaritjen kuantike sot. Si detaj, ju them se ndër kompanitë e mëdha që punojnë në këtë fushë gjejmë IBM, Microsoft ose Google, kjo e fundit dhe pavarësisht se sa e ndërlikuar është të njohësh performancën aktuale të kësaj teknologjie, të njoftuar vetëm disa muaj më parë se e fundit e saj prototipi, i quajtur D-Wave 2X, ishte një 100 herë më shpejt se një kompjuter konvencional.
Çfarë është llogaritja kuantike?
Informatika kuantike është një teknologji e re që quhet, siç thamë, të jetë e ardhmja e llogaritjes. Gjëja e parë që është veçanërisht e habitshme në lidhje me të është se, ndërsa aktualisht punojmë me të ashtuquajturat bit, njësia minimale e informacionit që mund të ketë vetëm dy vlera (zero ose një) në këtë teknologji të re dhe të komplikuar, ne punojmë në i ashtuquajturi kubitë ku jo vetëm që mund të ketë një zero ose një, por është gjithashtu e mundur që të ketë një mbivendosje ose kombinim të të dyjave.
Për ta shpjeguar këtë pak më mirë, duhet të mbështetemi në fizikë dhe posaçërisht, siç shpjegojnë disa ekspertë, në parimi i ruajtjes së energjisë, e cila me siguri do të tingëllojë si ju dhe që shpjegon se energjia e një sistemi të izoluar gjithmonë ruhet. Ajo që na tregon ky parim, për shembull, është se nëse do të ishim në gjendje të krijonim një sistem ku mund të vendosnim vetëm një gotë, nuk ka fërkime në të dhe rrotullohet me rreth 5 kthesa në sekondë, sepse nuk ka ndikimi i jashtëm, gjithmonë do të rrotullohej me të njëjtën shpejtësi.
Duke vazhduar me shembullin, imagjinoni që në një moment të caktuar, gota jonë është e ndarë në dysh. Ende nuk ka ndikim të jashtëm, prandaj kjo shpejtësi kthyese duhet të ruhet. Në këtë mënyrë, nëse njëra nga dy gotat vazhdon të rrotullohet me 5 kthesa në sekondë, tjetra nuk mund të rrotullohet pasi kthesat do të ishin shfaqur nga askund, diçka që fizika thotë se nuk mund të ndodhë. Në thelb ky parim na tregon se nëse e dimë shpejtësinë e rrotullimit të njërës prej syzeve, automatikisht do të dini se cila është tjetra pasi që është e ndërthurur.
Megjithëse mbase shembulli nuk është shumë i mirë, shpresoj ta keni kuptuar, kjo na ndihmon të dimë se, pavarësisht nga fakti që gjendjet e një kubit mund të jenë disa, e vërteta është se njohja e gjendjes së njërit na ndihmon të njohim saktësisht gjendjen e tjetrit, sido që të jetë larg.
Tani, kjo mund të bëhet pak më e komplikuar pasi, në shembullin që kemi dhënë, ne e dimë se njëra prej anijeve në fjalë ka një shpejtësi dhe drejtim specifik të rrotullimit, diçka që në botën kuantike nuk është më e tillë. dy njësi në këtë botë mund të kenë disa shpejtësi dhe drejtime të mbivendosura të rrotullimit, ajo që ndodh është se, në momentin e matjes së shpejtësisë, ne rregullojmë drejtimin.
Fizika kuantike ende mund të bëhet shumë më e komplikuar me mbivendosja e shtetit, por e vërteta është se niveli im i fizikës është pak i kufizuar, megjithëse mendoj se, përkundër faktit se nëse je fizikant mund të gjesh ndonjë pasaktësi, mendoj se koncepti ka qenë i qartë për të vazhduar me llogaritjen kuantike.
Pasi të jemi marrë me teorinë fizike për një moment, është koha të vazhdojmë me llogaritjen kuantike dhe kubitët kuptoni pse kjo teknologji mund të jetë kaq e fuqishme. Imagjinoni që ne kemi një kubit, siç e kemi përmendur edhe më parë, thjesht fakti i, për shembull, kthimi i një të katërtës së një kthesë do të bënte që rrotullimi i tij vertikal dhe horizontal të modifikohej, gjë që na jep si rezultat që, me një operacion hyrje , kemi dy rezultate.
Nëse e komplikojmë problemin pak më shumë duke shtuar një kubit të ri në ekuacion, kemi që secila prej tyre ka disa gjendje, luhatjen e vet vertikale dhe horizontale dhe luhatjen vertikale dhe horizontale të qubit tjetër, tani, duke kthyer njërën prej tyre një kthesë e katërt Ndryshohen katër parametra, që do të thotë se, me një veprim hyrës, mund të kryhen katër operacione.
Duke shtuar qubit të ri në operacion, ai mund të rritet në mënyrë eksponenciale për sa i përket operacioneve që kryhen me vetëm një veprim hyrje. Imagjinoni që ne të marrim një sistem ku kemi n kubitë ku n është numri që ju zgjidhni në mënyrë të rastësishme, siç kemi komentuar më parë, një qubit ruan informacione në lidhje me lëkundjen vertikale dhe horizontale të tij, si dhe atë të të gjithë kubitëve të sistemit, kështu që me një transformim mund të arrijmë kryej 2 operacione të ngritjes.
Duke e lënë mënjanë gjithë këtë teori mënjanë dhe duke e bërë të gjithë këtë në praktikë, imagjinoni që të arrini të krijoni një çelës WPA2-PSK për sinjalin tuaj WiFi, ky çelës është gjeneruar plotësisht rastësisht pa ndonjë fjalë të vërtetë dhe asnjë program në botë i aftë për të kryer sulmet e fjalorit mund ta dinë atë. Me sa duket dhe sipas ekspertëve, mund të marrë një kompjuter konvencional duke përdorur një fjalëkalim me 10 karaktere vitet e sulmeve të forcës brutale. Nëse ky kompjuter, në vend që të jetë pajisje konvencionale, përdor kompjuterin kuantik, do të duheshin disa sekonda në gjetjen e zgjidhjes.
Ku po na çon llogaritja kuantike?
E vërteta është se për momentin askush nuk e di se çfarë duhet të presim nga një teknologji si roman si kjo, edhe kështu, mbase mënyra më e mirë për të kuptuar se ku jemi sot është të përpiqemi të flasim për të gjitha lajmet që kanë kompanitë e mëdha të teknologjisë prezantuar muajt e fundit.ekipe studiuesish që punojnë pa u lodhur në zhvillimin dhe evolucionin e informatikës kuantike në të dy nivelet harduer dhe softuer.
Sipas punimeve më të fundit mbi të cilat Google ka komentuar një lloj risie, në këtë fushë zbulojmë se ata fjalë për fjalë shpresojnë të bëhen kompania me kapacitetin më të madh për sa i përket llogaritjes kuantike në afat të shkurtër. I tillë është rasti që ata shpresojnë të arrijnë këtë hap të parë këtë vit 2017 falë evolucionit të D-Wave të tyre mbresëlënës, i cili sapo ka marrë një të ri çip gjashtë qubit.
Nëse vazhdojmë me të fundit të botuar nga djemtë nga Google, zbulojmë se ky është vetëm një hap i parë pasi që, me sa duket, ata kanë arritur të zhvillojnë një metodologji të re prodhimi që do t'i lejonte ata, ose kështu është shprehur John Martinis, kreu i Google's grupi kërkimor mbi informatikën kuantike, evoluojnë shumë më shpejt. Kjo i lejon ata të punojnë sot në dizajne të reja të çipave të ndërmjet 30 dhe 50 kubitë.
Nga ana tjetër, Google nuk harron se pa marrë parasysh sa energji harduer mund të merrni, ju keni nevojë për një program që mund të jetë në lartësinë e detyrës dhe, duke pasur parasysh specializimin e këtij lloji të sistemeve, për momentin nuk dimë me siguri se si të zhvillojmë një gjuhë të aftë për të përfituar nga të gjitha veçoritë e kësaj teknologjie edhe pse, pak nga pak, ajo gjithashtu është arritur të ndërmerren hapa të rinj në këtë fushë që mund të kenë pasoja të veçanta dhe të përdoren në tema të tilla si siguria, kriptografia ose inteligjenca artificiale.
Duke lënë mënjanë Google, duhet të vazhdojmë të flasim IBM, një kompani që ndoshta zakonisht nuk shkon në betejë me përparimet e saj dhe që mund të duket se shkon pak 'më vete' por që po bëjnë përparime mjaft të dukshme falë, për shembull, për idenë e gjetjes së të gjitha llojeve të zhvilluesve përfshirë. E tij është pikërisht ideja e krijoni një faqe ku çdo përdorues mund të vë në provë çipin e tij prej pesë qubit.
Sa për microsoft, disa muaj më parë kishim informacion se ata ishin ende duke punuar në mënyrën e tyre të veçantë të të kuptuarit të llogaritjes kuantike, duke vënë bast në një rrugë krejtësisht të ndryshme nga ajo e marrë nga rivalët në këtë garë të veçantë siç janë Google ose IBM. Ideja kryesore ishte të punojmë me informatikë kuantike e shkallëzuar. Për të zhvilluar këtë ide, kompania kishte punësuar disa studiues të njohur për të zhvilluar të ashtuquajturën kubite topologjike, një sistem që bazohet në ndërthurjen e grimcave të quajtura anyones që sipas fizikës ekzistojnë vetëm në dy dimensione.
Më në fund do të doja t'i jepja fund vizionit që ata kanë Intel, ku ata vendosin bast drejtpërdrejt në përdorimin e tranzitorëve të silicit edhe për këtë teknologji të re ose projektin interesant që është zhvilluar dhe realizuar bashkërisht nga Universiteti i Bristolit dhe Kompania NTT Nga e cila ata kanë arritur të zhvillojnë një çip fotonik që mund të jetë baza për shumë detyra në llogaritjen kuantike. Si detaj, ju them se sipas përgjegjësve, falë përdorimit të këtij çipi të ri, punët që deri më tani kishin marrë një vit të tërë mund të kryhen në vetëm disa orë, diçka që tregon shkallën e kompleksitetit të së njëjtës dhe sidomos fuqia e saj e tmerrshme.
Përkundër faktit që miniaturizimi, optimizimi i procesit dhe aspekte të tjera janë duke u punuar ende për të arritur, vit pas viti, të jenë në gjendje të evoluojnë dhe të ofrojnë kompjutera gjithnjë e më të fuqishëm, e vërteta është se e ardhmja është ta sjellë këtë teknologji në të gjitha shtëpitë. Mbetet të shihet nëse Google me të vërtetë arrin të zhvillojë një çip 50-qubit deri në fund të këtij viti, megjithëse duhet të pranojmë që kjo klasë e kompanive janë ekspertë për të bërë nesër atë që ne mendojmë se është e pamundur sot.