Квантовите компютри биха могли да решат проблеми за минути, които биха отнели на днешните суперкомпютри милиони години

Напредъкът в квантовите калкулации ни приближава до свят, в който нови типове компютри могат да позволяват проблеми за минути, които биха лишили на днешните суперкомпютри милиони години.

Днешните транзисторни компютри имат своите ограничавания, само че квантовите компютри биха могли да ни дадат отговори на проблеми във физиката, химията, инженерството и медицината, които сега наподобяват невъзможни.

„ Има доста, доста проблеми, които са толкоз комплицирани, че можем да създадем това изказване, че в действителност класическите компютри в никакъв случай няма да могат да разрешат този проблем, нито в този момент, нито след 100 години, нито след 1000 след години ", сподели Дарио Гил, шеф на отдела за проучвания в IBM. „ Всъщност се нуждаете от друг метод за показване на информация и обработка на информация. Това е, което квантовата технология ви дава. “

Какво е квантово пресмятане?

Компютрите са обработвали информация върху транзистори от десетилетия, с се прави прогрес, защото фирмите вкарват повече транзистори в чипове. По-бързите и по-мощни калкулации изискват повече транзистори, защото всеки транзистор съдържа информация единствено в две положения: нула или едно.

Квантовото пресмятане изоставя транзисторите и вместо това кодира информация благодарение на кубити, които работят като изкуствени атоми. Кубитите не са двоични — те могат да бъдат нула, единица или нещо сред тях.

Надежден квантов компютър с общо предопределение е мъчно нанагорнище. Чарина Чоу, основен действен шеф в Гугъл Quantum AI, сподели на кореспондента на 60 Minutes Скот Пели процесора, който държи кубитите в лабораторията за квантови компютри на Гугъл.

Запечатаният квантов компютър в лабораторията на Гугъл е едно от най-студените места в Вселената, съгласно Чоу. Дълбокото заледяване отстрани електрическото противодействие и изолира кубитите от външни трептения.

Компании и страни по света се надпреварват да бъдат първите, които ще разработят квантова изчислителна технология. Китай дефинира кванта като главен народен приоритет, а държавното управление на Съединени американски щати харчи близо милиард $ годишно за проучвания.

Какво е толкоз специфичното в квантовите калкулации?

Физикът Мичио Каку от Градския университет в Ню Йорк към този момент назовава днешните компютри „ типичен “. Той употребява лабиринт, с цел да изясни квантовата разлика.

„ Нека да разгледаме типичен компютър, който пресмята по какъв начин една мишка се движи в лабиринт. Болезнено е. Едно по едно би трябвало да картографира всеки един ляв завой, десен завой, ляв завой, десен завой, преди да откри задачата. Сега квантов компютър сканира всички вероятни направления по едно и също време. Това е необикновено ", сподели Каку. „ Колко завои има? Стотици вероятни завои, нали? Квантовите компютри го вършат едновременно. “

Книгата на Каку „ Квантово превъзходство “ изяснява залозите.

„ Гледаме към конкуренция, конкуренция сред Китай, сред IBM, Гугъл, Microsoft, Honeywell “, сподели Каку. „ Всички огромни момчета са в тази конкуренция за основаване на работещ, оперативно ефикасен квантов компютър. Защото нацията или компанията, която прави това, ще ръководи международната стопанска система. “

Квантовото пресмятане може да повлияе освен на стопанската система. Квантов компютър е основан в клиниката в Кливланд, където основният откривател доктор Серпил Ерзурум има вяра, че технологията може да революционизира света на опазването на здравето.

Квантовите компютри могат евентуално да моделират държанието на протеините, молекулите, които контролират целия живот, сподели Ерзурум. Протеините трансформират формата си, с цел да трансформират функционалността си по способи, които са прекомерно комплицирани за следване, само че квантовите калкулации могат да трансформират това схващане.

„ Трябва да схвана формата, в която се намира, когато прави взаимоотношение или функционалност, която не желая да извършва за този пациент. Рак, автоимунитет – това е проблем, “ сподели доктор Ерзурум. „ Ние сме изцяло лимитирани от изчислителната дарба да преглеждаме структурата в действително време за всяка, даже една, молекула. “

Квантовите компютри биха могли също евентуално да разбият някои от кодовете за криптиране за днешната онлайн сигурност. Следващата година федералното държавно управление възнамерява да разгласява нов стандарт за цялото криптиране, с цел да устои на квантовите компютри.

Колко сме покрай бъдещето с квантовите калкулации?

Квантовите откриватели към момента работят върху сложни проблеми, в това число трик, наименуван кохерентност. За да се реализира координация, кюбитите би трябвало да вибрират в унисон, само че поддържането на това е предизвикателство.

„ Правим към една неточност на всеки 100 или повече стъпки “, сподели Чоу. „ В последна сметка считаме, че ще имаме потребност от към една неточност на всеки милион стъпки. Това евентуално ще бъде разпознато като една от най-големите бариери. “

Все отново, създателят на квантовата лаборатория на Гугъл, Хартмут Невен, се усеща оптимист, че компанията може да смекчи тези неточности, да удължи времето за координация и да се разшири до по-големи машини.

„ Нямаме потребност от повече фундаментални пробиви. Имаме потребност от дребни усъвършенствания тук и там “, сподели Невен. „ Имаме всички елементи дружно. Просто би трябвало да ги интегрираме добре, с цел да построяваме все по-големи и по-големи системи. “

Невен има вяра, че това може да бъде реализирано до края на десетилетието. Гил от IBM също предвижда почти същата времева линия.

IBM е подготвена да показа най-новия си квантов компютър, Quantum System Two, в понеделник. Той има три пъти повече кюбити от квантовия компютър в клиниката в Кливланд. System Two има място за разширение до хиляди кубити, сподели Гил.

„ Това е машина, друга от всичко, което в миналото сме създавали “, сподели Гил.

Той вижда бъдеще с още по-голям капацитет.

„ В момента не виждаме спънка, която да ни попречи да изградим системи, които ще имат десетки хиляди и даже 100 хиляди кубити, работещи един с различен “, сподели Гил. „ Силно сме уверени, че ще стигнем до там. “