Кантип кванттык компьютерлер дүйнөнү өзгөртөт: Компьютерлердин келечеги P7

Жалпы компьютердик индустриянын айланасында көп ызы-чуу бар, алар бардыгын өзгөртүү мүмкүнчүлүгүнө ээ болгон белгилүү бир технологиянын айланасында жайгашкан: кванттык компьютерлер. Биздин компаниянын ысымы болгондуктан, биз бул технологиянын айланасындагы өжөрлүгүбүздүн бир жактуулугун моюнга алабыз жана компьютерлердин келечеги сериясынын ушул акыркы бөлүмүндө мунун себебин сиз менен бөлүшөбүз деп үмүттөнөбүз.

Негизги деңгээлде кванттык компьютер маалыматты түп-тамырынан бери башка жол менен манипуляциялоо мүмкүнчүлүгүн сунуш кылат. Чындыгында, бул технология жетилгенден кийин, бул компьютерлер математикалык маселелерди азыр иштеп жаткан бардык компьютерлерге караганда тезирээк чечпестен, жакынкы бир нече ондогон жылдар бою болоору болжолдонгон бардык компьютерлерге (Мурдун мыйзамы туура келет деп болжолдонсок). Чынында, биздин талкууга окшош биздин акыркы бөлүмдө суперкомпьютерлер, келечектеги кванттык компьютерлер адамзатка курчап турган дүйнөнү тереңирээк түшүнүүгө жардам бере турган чоңураак суроолорду чечүүгө мүмкүндүк берет.

Кванттык компьютерлер деген эмне?

Хайпты четке кагыңыз, кванттык компьютерлер стандарттуу компьютерлерден эмнеси менен айырмаланат? Анан алар кантип иштешет?

Визуалдык үйрөнүүчүлөргө Курзгесагт YouTube командасынын бул темадагы кызыктуу, кыска видеосун көрүүнү сунуштайбыз:

Ошол эле учурда, биздин окурмандар үчүн, биз физикалык даражага муктаж болбостон, кванттык компьютерлерди түшүндүрүүгө болгон аракетибизди жумшайбыз.

Баштоочулар үчүн, биз маалыматтык компьютерлер процессинин негизги бирдиги бир аз экенин эстешибиз керек. Бул биттер эки маанинин бирине ээ болушу мүмкүн: 1 же 0, күйгүзүү же өчүрүү, ооба же жок. Эгер сиз бул биттерди жетиштүү түрдө бириктирсеңиз, анда каалаган өлчөмдөгү сандарды көрсөтүп, алар боюнча ар кандай эсептөөлөрдү аткара аласыз. Компьютердик чип канчалык чоң же күчтүү болсо, ошончолук чоңураак сандарды түзүп, эсептөөлөрдү колдоно аласыз жана бир эсептөөдөн экинчисине ошончолук тез өтө аласыз.

Кванттык компьютерлер эки маанилүү жагынан айырмаланат.

Биринчиден, "суперпозициянын" артыкчылыгы. Салттуу компьютерлер бит менен иштешсе, кванттык компьютерлер кубиттер менен иштешет. Кубиттердин суперпозиция эффектиси эки мүмкүн болгон маанилердин бирине (1 же 0) чектелбестен, кубит экөөнүн тең аралашмасы катары болушу мүмкүн. Бул өзгөчөлүк кванттык компьютерлерге салттуу компьютерлерге караганда эффективдүү (тезирээк) иштөөгө мүмкүндүк берет.

Экинчиден, "чаташкандын" артыкчылыгы. Бул кубулуш ар кандай бөлүкчөлөрдүн санынын тагдырын байланыштырган уникалдуу кванттык физикалык жүрүм-турум болуп саналат, ошондуктан бирөө менен болгон нерсе башкаларга да таасирин тийгизет. Кванттык компьютерлерге колдонулганда, бул алардын бардык кубиттерин бир эле учурда манипуляциялай алат дегенди билдирет, башкача айтканда, биринин артынан бири эсептөөлөрдү жасоонун ордуна, кванттык компьютер алардын баарын бир эле учурда жасай алат.

Биринчи кванттык компьютерди куруу жарышы

Бул аталыш бир аз туура эмес аталыш. Microsoft, IBM жана Google сыяктуу алдыңкы компаниялар буга чейин биринчи эксперименталдык кванттык компьютерлерди жаратышкан, бирок бул алгачкы прототиптер бир чипке жыйырмадан аз кубиттерди камтыйт. Бул алгачкы аракеттер эң биринчи чоң кадам болсо да, технологиялык компаниялар жана мамлекеттик изилдөө департаменттери анын теорияланган реалдуу потенциалына жооп бериши үчүн кеминде 49дан 50 кубитке чейинки кванттык компьютерди курушу керек.

Ушул максатта, бул 50 кубиттик баскычка жетүү үчүн бир нече ыкмалар эксперименттен өтүп жатат, бирок экөө бардык каалоочулардан жогору турат.

Бир лагерде Google жана IBM кубиттерди -273.15 градус Цельсийге же абсолюттук нөлгө чейин муздатылган супер өткөргүч зымдар аркылуу агып жаткан ток катары көрсөтүү менен кванттык компьютерди иштеп чыгууну көздөшөт. Токтун болушу же жок болушу 1 же 0 дегенди билдирет. Бул ыкманын пайдасы бул супер өткөргүч зымдарды же схемаларды кремнийден курууга болот, жарым өткөргүч компанияларда ондогон жылдар бою иштеген тажрыйба бар.

Майкрософт жетектеген экинчи ыкма вакуумдук камерада кармалып турган жана лазерлер менен башкарылган иондорду камтыйт. Термелүүчү заряддар кубиттер катары иштешет, алар кванттык компьютердин операцияларын иштетүү үчүн колдонулат.

Кванттык компьютерлерди кантип колдонобуз

Макул, теорияны четке кагып, келгиле, бул кванттык компьютерлер дүйнөдөгү реалдуу тиркемелерге жана компаниялар менен адамдардын аны менен кандайча алакалашаарына көңүл буралы.

Логистикалык жана оптималдаштыруу көйгөйлөрү. Кванттык компьютерлер үчүн эң тез жана пайдалуу колдонуулардын арасында оптималдаштыруу болот. Uber сыяктуу такси бөлүшүү колдонмолору үчүн мүмкүн болушунча көп кардарларды алып кетүү жана түшүрүү үчүн эң ылдам жол кайсы? Amazon сыяктуу электрондук коммерция гиганттары үчүн майрамдык белек сатып алуу шашылыш учурунда миллиарддаган пакеттерди жеткирүүнүн эң үнөмдүү жолу кайсы?

Бул жөнөкөй суроолор бир эле учурда жүздөгөн миңдеген өзгөрмөлөрдүн санын камтыйт, муну заманбап суперкомпьютерлер көтөрө албайт; ошондуктан, тескерисинче, алар бул компанияларга логистикалык муктаждыктарын оптималдуу эмес жол менен башкарууга жардам берүү үчүн ошол өзгөрмөлөрдүн бир аз пайызын эсептешет. Бирок кванттык компьютер менен ал терди бузбастан тоо өзгөрмөлөрүн кесип өтөт.

Аба ырайы жана климат моделдөө. Жогорудагы пунктка окшоп, аба ырайы каналынын кээде туура эмес кабыл алуусунун себеби, алардын суперкомпьютерлери иштетүү үчүн өтө көп экологиялык өзгөрмөлөр бар (ошол жана кээде аба ырайы жөнүндө маалыматтарды чогултуу начар). Бирок кванттык компьютердин жардамы менен метеологдор жакынкы мөөнөттүү аба ырайынын үлгүлөрүн эң сонун болжолдоо менен чектелбестен, климаттын өзгөрүшүнүн кесепеттерин алдын ала айтуу үчүн дагы так узак мөөнөттүү климаттык баалоолорду түзө алышат.

Ыңгайлаштырылган дары. Сиздин ДНКңызды жана уникалдуу микробиомаңызды чечмелөө келечектеги дарыгерлер үчүн сиздин денеңизге эң сонун ылайыкташтырылган дарыларды жазып бериши үчүн абдан маанилүү. Салттуу суперкомпьютерлер ДНКны үнөмдүү чечмелөөдө ийгиликтерге жетишкени менен, микробиома алардын колунан өтө албайт, бирок келечектеги кванттык компьютерлер үчүн андай эмес.

Кванттык компьютерлер ошондой эле Big Pharmaга ар кандай молекулалар алардын дарылары менен кандай реакция жасаарын алдын ала жакшыраак айтууга мүмкүндүк берет, ошону менен фармацевтикалык өнүгүүнү кыйла тездетет жана бааларды төмөндөтөт.

Space чалгындоо. Бүгүнкү (жана эртеңки) космостук телескоптор күн сайын триллиондогон галактикалардын, жылдыздардын, планеталардын жана астероиддердин кыймылына көз салган астрологиялык сүрөттөрдүн эбегейсиз көлөмүн чогултат. Тилекке каршы, бул азыркы суперкомпьютерлер үчүн үзгүлтүксүз негизде маанилүү ачылыштарды жасоо үчүн өтө көп маалымат. Бирок жетилген кванттык компьютерди машиналык үйрөнүү менен айкалыштырганда, бул маалыматтардын баары акыры натыйжалуу иштетилип, 2030-жылдардын башында күн сайын жүздөгөн миңдеген жаңы планеталардын ачылышына жол ачат.

Фундаменталдык илимдер. Жогорудагы пункттарга окшоп, бул кванттык компьютерлер иштеткен чийки эсептөө күчү илимпоздор менен инженерлерге жаңы химиялык заттарды жана материалдарды, ошондой эле жакшыраак иштеген кыймылдаткычтарды жана албетте, муздак Рождество оюнчуктарын ойлоп табууга мүмкүндүк берет.

машина үйрөнүү. Салттуу компьютерлерди колдонуу менен, машинаны үйрөнүү алгоритмдери жаңы көндүмдөрдү үйрөнүү үчүн ири көлөмдөгү тандалып алынган жана белгиленген үлгүлөрдү (чоң маалыматтар) талап кылат. Кванттык эсептөөлөр менен, машинаны үйрөнүү программалык камсыздоосу адамдар сыяктуу көбүрөөк үйрөнө баштайт, муну менен алар азыраак маалыматтарды, башаламан маалыматтарды, көбүнчө бир нече көрсөтмөлөр менен жаңы көндүмдөрдү ала алышат.

Бул колдонмо ошондой эле жасалма интеллект (AI) тармагындагы изилдөөчүлөр арасында кызыктуу тема болуп саналат, анткени бул жакшыртылган табигый үйрөнүү жөндөмдүүлүгү AI изилдөөлөрүндөгү прогрессти ондогон жылдарга тездетиши мүмкүн. Бул тууралуу кененирээк биздин Жасалма интеллекттин келечеги сериябызда.

коддоо. Тилекке каршы, бул көпчүлүк изилдөөчүлөрдү жана чалгындоо агенттиктерин тынчсыздандырган колдонмо. Бардык учурдагы шифрлөө кызматтары заманбап суперкомпьютерди бузуш үчүн миңдеген жылдарды талап кыла турган сырсөздөрдү түзүүгө көз каранды; кванттык компьютерлер теориялык жактан бул шифрлөө ачкычтарын бир сааттан аз убакыттын ичинде айрый алат.

Банк, байланыш, улуттук коопсуздук кызматтары, интернеттин өзү иштеши үчүн ишенимдүү шифрлөө көз каранды. (Оо, биткоинди да унутуп коюңуз, анын негизги шифрлөөдөн көз карандылыгын эске алуу менен.) Эгерде бул кванттык компьютерлер жарнамалангандай иштесе, анда бул тармактардын баары коркунучта болот, эң жаманы, биз кванттык шифрлөө түзмөйүнчө бүткүл дүйнөлүк экономикага коркунуч туудурат. темп.

Реалдуу убактагы тил которуу. Бул бөлүмдү жана бул серияны азыраак стресс менен бүтүрүү үчүн, кванттык компьютерлер Skype чаты аркылуу же кулагыңыздагы аудио же импланттарды колдонуу аркылуу каалаган эки тилдин ортосунда дээрлик кемчиликсиз, реалдуу убакытта тил котормосун иштетет. .

20 жылдан кийин тил бизнеске жана күнүмдүк мамилеге тоскоол болбой калат. Мисалы, англисче гана сүйлөгөн адам англис бренддери кире албай турган чет мамлекеттердеги өнөктөштөрү менен ишенимдүү түрдө иштиктүү мамиле түзө алат, ал эми аталган чет өлкөлөргө барганда ал адам атүгүл белгилүү бир адамды сүйүп калышы мүмкүн. Кантончо сүйлөйт.

Компьютерлердин келечеги сериясы

Адамзатты кайра аныктоо үчүн пайда болгон колдонуучу интерфейстери: Компьютерлердин келечеги P1

Программалык камсыздоону иштеп чыгуунун келечеги: ЭЭМдин келечеги Б2

Санариптик сактагыч революциясы: Компьютерлердин келечеги P3

Микрочиптерди түп-тамырынан бери кайра карап чыгуу үчүн өчүп бараткан Мур мыйзамы: Компьютерлердин келечеги P4

Булуттагы эсептөөлөр борбордон ажыратылат: Компьютерлердин келечеги P5

Эмне үчүн өлкөлөр эң чоң суперкомпьютерлерди куруу үчүн атаандашууда? Компьютерлердин келечеги Б6