Quantumrun

IMAHE CREDIT: Quantumrun

Giunsa ang pagbag-o sa mga kompyuter sa Quantum sa kalibutan: Umaabot sa mga Kompyuter P7

David Tal, Publisher, Futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Lun, 09/14/2020 - 05:14

Adunay daghang hype nga naglutaw sa palibot sa kinatibuk-ang industriya sa kompyuter, hype nga nakasentro sa usa ka piho nga teknolohiya nga adunay potensyal nga mabag-o ang tanan: mga quantum computer. Ingon nga ngalan sa among kompanya, among dawaton ang usa ka bias sa among kusog sa palibot sa kini nga teknolohiya, ug sa dagan sa katapusan nga kapitulo sa among serye sa Umaabot sa Mga Kompyuter, nanghinaut kami nga ipaambit kanimo kung ngano kana.

Sa usa ka sukaranan nga lebel, ang usa ka quantum computer nagtanyag usa ka oportunidad sa pagmaniobra sa kasayuran sa usa ka lahi nga paagi. Sa tinuud, sa higayon nga kini nga teknolohiya mohamtong, kini nga mga kompyuter dili lamang makasulbad sa mga problema sa matematika nga mas paspas kaysa bisan unsang kompyuter nga naglungtad karon, apan bisan unsang kompyuter nga gitagna nga maglungtad sa sunod nga pipila ka mga dekada (nagtuo nga ang balaod ni Moore tinuod). Sa pagkatinuod, susama sa among panaghisgot sa palibot supercomputers sa atong katapusang kapitulo, ang umaabot nga mga quantum computer makahimo sa katawhan sa pag-atubang sa mas dagkong mga pangutana nga makatabang kanato nga makabaton ug mas lawom nga pagsabot sa kalibotan sa atong palibot.

Unsa ang quantum computers?

Gawas sa hype, sa unsang paagi lahi ang mga quantum computer kaysa sa mga standard nga kompyuter? Ug giunsa nila pagtrabaho?

Para sa mga visual learners, among girekomendar ang pagtan-aw niining makalingaw, mubo nga video gikan sa Kurzgesagt YouTube team mahitungod niini nga hilisgutan:

Samtang, para sa among mga magbabasa, buhaton namo ang among pinakamaayo sa pagpatin-aw sa mga quantum computer nga wala magkinahanglan og degree sa pisika.

Alang sa pagsugod, kinahanglan natong hinumdoman nga ang batakang yunit sa proseso sa impormasyon sa mga kompyuter gamay ra. Kini nga mga bit mahimong adunay usa sa duha ka mga kantidad: 1 o 0, on o off, oo o dili. Kung imong isagol ang igo niini nga mga tipik, mahimo nimong irepresentar ang mga numero sa bisan unsang gidak-on ug buhaton ang tanan nga paagi sa pagkalkula niini, pagkahuman sa lain. Ang mas dako o mas gamhanan nga computer chip, mas dako ang mga numero nga imong mahimo ug magamit ang mga kalkulasyon, ug ang mas paspas nga imong mabalhin gikan sa usa ka kalkulasyon ngadto sa lain.

Ang mga kompyuter sa quantum lahi sa duha ka importanteng paagi.

Una, mao ang bentaha sa "superposisyon." Samtang ang tradisyonal nga mga kompyuter naglihok gamit ang mga bit, ang mga quantum nga kompyuter naglihok nga adunay mga qubit. Ang superposition effect qubits makahimo mao nga imbes nga mapugos sa usa sa duha ka posible nga mga bili (1 o 0), ang usa ka qubit mahimong maglungtad isip usa ka sagol sa duha. Kini nga feature nagtugot sa quantum nga mga kompyuter sa pag-operate nga mas episyente (mas paspas) kay sa tradisyonal nga mga kompyuter.

Ikaduha, mao ang bentaha sa "pagkasabod." Kini nga panghitabo usa ka talagsaon nga kinaiya sa quantum physics nga nagbugkos sa kapalaran sa usa ka gidaghanon sa lain-laing mga partikulo, aron ang mahitabo sa usa makaapekto sa uban. Kung i-apply sa mga quantum computer, kini nagpasabut nga mahimo nilang manipulahon ang tanan nilang mga qubit nga dungan-sa laing pagkasulti, imbes nga maghimo usa ka hugpong sa mga kalkulasyon sa usag usa, ang usa ka quantum computer makahimo sa tanan sa parehas nga oras.

Ang lumba sa pagtukod sa unang quantum computer

Kini nga ulohan medyo sayop nga ngalan. Ang mga nanguna nga kompanya sama sa Microsoft, IBM ug Google nakahimo na sa una nga eksperimento nga quantum nga mga kompyuter, apan kini nga mga una nga prototype adunay wala’y duha ka dosena nga qubits matag chip. Ug samtang kini nga mga sayo nga mga paningkamot usa ka maayo nga una nga lakang, ang mga kompanya sa tech ug mga departamento sa panukiduki sa gobyerno kinahanglan nga magtukod usa ka quantum computer nga adunay labing menos 49 hangtod 50 qubits alang sa hype aron matubag ang iyang teorya nga potensyal sa tinuud nga kalibutan.

Sa kini nga katuyoan, adunay daghang mga pamaagi nga gi-eksperimento aron makab-ot kini nga 50 qubit nga milestone, apan duha ang nagbarug labaw sa tanan nga mga nangabot.

Sa usa ka kampo, ang Google ug IBM nagtinguha sa paghimo og quantum computer pinaagi sa pagrepresentar sa mga qubit isip mga sulog nga nagdagayday sa mga superconducting wire nga gipabugnaw sa –273.15 degrees Celsius, o absolute zero. Ang presensya o pagkawala sa kasamtangan nagbarug alang sa usa ka 1 o 0. Ang kaayohan niini nga pamaagi mao nga kini nga mga superconducting wire o mga sirkito mahimong matukod gikan sa silicon, usa ka materyal nga semiconductor nga mga kompanya nga adunay mga dekada nga kasinatian sa pagtrabaho.

Ang ikaduha nga pamaagi, nga gipangulohan sa Microsoft, naglakip sa natanggong mga ion nga gibutang sa dapit sa usa ka vacuum chamber ug gimaniobra sa lasers. Ang mga oscillating charges naglihok isip mga qubit, nga gigamit sa pagproseso sa mga operasyon sa quantum computer.

Unsaon nato paggamit ang quantum computers

Okay, isalikway ang teorya, ipunting nato ang tinuod nga mga aplikasyon sa kalibutan nga naa sa mga quantum computer sa kalibutan ug kung giunsa ang mga kompanya ug mga tawo nakiglambigit niini.

Mga problema sa logistik ug pag-optimize. Lakip sa labing dali ug mapuslanon nga paggamit alang sa quantum nga mga kompyuter mao ang pag-optimize. Para sa ride-sharing apps, sama sa Uber, unsa ang pinakapaspas nga rota sa pagkuha ug paghulog sa daghang kustomer kutob sa mahimo? Para sa mga higanteng e-commerce, sama sa Amazon, unsa ang labing barato nga paagi sa paghatud sa binilyon nga mga pakete sa panahon sa pagdali sa pagpalit sa regalo sa holiday?

Kining yano nga mga pangutana naglakip sa gidaghanon sa mga gatosan ngadto sa liboan ka mga variable sa usa ka higayon, usa ka kalampusan nga dili makaya sa modernong mga supercomputer; mao nga sa baylo, ilang gikuwenta ang gamay nga porsyento sa mga variable aron matabangan kini nga mga kompanya sa pagdumala sa ilang mga panginahanglanon sa logistik sa dili kaayo maayo nga paagi. Apan sa usa ka quantum nga kompyuter, kini molusot sa usa ka bukid sa mga variable nga dili mabuak ang singot.

Panahon ug klima pagmodelo. Sama sa punto sa ibabaw, ang rason ngano nga ang weather channel usahay masayop tungod kay adunay daghan kaayong environmental variables nga maproseso sa ilang mga supercomputer (kana ug usahay dili maayo nga pagkolekta sa datos sa panahon). Apan sa usa ka quantum computer, ang mga siyentipiko sa panahon dili lamang makatagna sa hapit-panahon nga mga sumbanan sa panahon sa hingpit, apan makahimo usab sila og mas tukma nga dugay nga pagtan-aw sa klima aron matagna ang mga epekto sa pagbag-o sa klima.

Personal nga tambal. Ang pag-decode sa imong DNA ug ang imong talagsaon nga microbiome hinungdanon alang sa umaabot nga mga doktor nga magreseta sa mga tambal nga hingpit nga gipahaum sa imong lawas. Samtang ang tradisyonal nga mga supercomputer nakahimo og mga lakang sa pag-decode sa DNA nga epektibo sa gasto, ang microbiome layo kaayo sa ilang maabot-apan dili alang sa umaabot nga quantum computers.

Gitugotan usab sa mga kompyuter sa quantum ang Big Pharma nga mas maayo nga matagna kung unsa ang reaksyon sa lainlaing mga molekula sa ilang mga tambal, sa ingon labi nga nagpadali sa pag-uswag sa parmasyutiko ug pagpaubos sa mga presyo.

Pagsuhid sa wanang. Ang mga teleskopyo sa kawanangan karon (ug ugma) nagkolekta ug daghan kaayong datos sa paghanduraw sa astrolohiya kada adlaw nga nagsubay sa mga lihok sa trilyon nga mga galaksiya, mga bituon, mga planeta, ug mga asteroid. Ikasubo, kini labi ka daghan nga datos alang sa mga supercomputer karon nga mag-ayag aron makahimo og makahuluganon nga mga pagdiskobre sa kanunay. Apan sa usa ka hamtong nga quantum computer inubanan sa machine-learning, kining tanan nga mga datos sa katapusan maproseso nga epektibo, nga magbukas sa pultahan sa pagdiskobre sa gatusan ngadto sa liboan ka bag-ong mga planeta kada adlaw sa sayong bahin sa 2030s.

Mga sukaranan nga siyensya. Susama sa mga punto sa ibabaw, ang hilaw nga gahum sa pag-compute niini nga mga quantum nga mga kompyuter makapahimo sa mga siyentista ug mga inhenyero sa paghimo og bag-ong mga kemikal ug mga materyales, ingon man usab sa mas maayo nga naglihok nga mga makina ug siyempre, mas bugnaw nga mga dulaan sa Pasko.

Pagtuon sa makina. Gamit ang tradisyonal nga mga kompyuter, ang mga algorithm sa pagkat-on sa makina nanginahanglan usa ka dako nga kantidad sa mga na-curate ug gimarkahan nga mga pananglitan (dako nga datos) aron makakat-on og bag-ong kahanas. Uban sa quantum computing, ang machine-learning software mahimong magsugod sa pagkat-on og dugang sama sa mga tawo, diin sila makakuha og bag-ong mga kahanas gamit ang gamay nga datos, mas gubot nga datos, kasagaran uban ang pipila ka mga instruksyon.

Kini nga aplikasyon usa usab ka hilisgutan sa kahinam sa mga tigdukiduki sa natad sa artificial intelligence (AI), tungod kay kini nga gipaayo nga natural nga kapasidad sa pagkat-on mahimo’g mapadali ang pag-uswag sa panukiduki sa AI sa mga dekada. Dugang pa bahin niini sa among umaabot nga serye sa Artipisyal nga Intelligence.

encryption. Ikasubo, kini ang aplikasyon nga gikulbaan sa kadaghanan sa mga tigdukiduki ug mga ahensya sa paniktik. Ang tanan nga mga serbisyo sa karon nga pag-encrypt nagdepende sa paghimo og mga password nga magkinahanglan usa ka modernong supercomputer nga liboan ka tuig aron ma-crack; Ang mga quantum nga mga kompyuter sa teorya mahimo’g makaguba sa kini nga mga yawe sa pag-encrypt sa ilawom sa usa ka oras.

Banking, komunikasyon, nasudnong seguridad nga mga serbisyo, ang internet sa iyang kaugalingon nag-agad sa kasaligan nga encryption sa function. (Oh, ug kalimti usab ang bahin sa bitcoin, tungod sa kinauyokan nga pagdepende niini sa pag-encrypt.) Kung kini nga mga quantum nga mga kompyuter molihok sama sa gipahibalo, ang tanan niini nga mga industriya mameligro, sa labing grabe nga peligro sa tibuuk nga ekonomiya sa kalibutan hangtod nga magtukod kami og quantum encryption aron mapadayon paspas.

Tinuod nga panahon nga paghubad sa pinulongan. Aron tapuson kini nga kapitulo ug kini nga serye sa usa ka dili kaayo tensiyonado nga nota, ang mga quantum computer makahimo usab sa hapit-perpekto, tinuod nga panahon nga paghubad sa pinulongan tali sa bisan unsang duha ka mga pinulongan, bisan sa usa ka Skype chat o pinaagi sa paggamit sa usa ka audio nga masul-ob o implant sa imong dalunggan .

Sa 20 ka tuig, ang pinulongan dili na mahimong babag sa negosyo ug adlaw-adlaw nga pakig-uban. Pananglitan, ang usa ka tawo nga nagsulti lamang og English mas masaligon nga mosulod sa mga relasyon sa negosyo sa mga kauban sa langyaw nga mga nasud diin ang mga tatak sa Ingles mapakyas sa pagsulod, ug kung mobisita sa giingon nga langyaw nga mga nasud, kini nga tawo mahimo’g mahigugma sa usa ka tawo nga Nahitabo lamang sa pagsulti sa Cantonese.