Чӣ гуна компютерҳои квантӣ ҷаҳонро тағир медиҳанд: Ояндаи компютерҳо P7

Дар атрофи саноати умумии компютерӣ овозаҳои зиёде мавҷуданд, ки дар атрофи як технологияи мушаххас, ки имкони тағир додани ҳама чизро дорад: компютерҳои квантӣ. Ҳамчун номи ширкати мо, мо ғаразнок будани худро дар атрофи ин технология иқрор хоҳем кард ва дар тӯли ин боби ниҳоии силсилаи Ояндаи компютерҳо, мо умедворем, ки бо шумо танҳо чаро ин аст, мубодила кунем.

Дар сатҳи асосӣ, компютери квантӣ имкон медиҳад, ки иттилоотро ба таври куллӣ дигар идора кунад. Дарвоқеъ, вақте ки ин технология ба камол мерасад, ин компютерҳо на танҳо мушкилоти риёзиро нисбат ба ҳама гуна компютерҳои мавҷуда зудтар ҳал хоҳанд кард, балки ҳама гуна компютере, ки дар тӯли чанд даҳсолаи оянда вуҷуд дорад (бо назардошти он ки қонуни Мур дуруст аст). Дар асл, монанд ба муҳокимаи мо дар атрофи суперкомпьютерҳо дар боби охирини мо, компютерҳои ояндаи квантӣ ба инсоният имкон медиҳанд, ки саволҳои калонтареро ҳал кунанд, ки метавонанд ба мо дар фаҳмидани амиқтар дар бораи ҷаҳони атрофамон кӯмак расонанд.

Компютерҳои квантӣ чист?

Ҳайратро як сӯ, чӣ гуна компютерҳои квантӣ аз компютерҳои стандартӣ фарқ мекунанд? Ва онҳо чӣ гуна кор мекунанд?

Барои омӯзандагони визуалӣ, мо тавсия медиҳем, ки ин видеои шавқовар ва кӯтоҳро аз дастаи YouTube Курзгесагт дар бораи ин мавзӯъ тамошо кунед:

Дар ҳамин ҳол, барои хонандагони худ, мо тамоми кори аз дастамон меомадаро мекунем, то компютерҳои квантиро бидуни ниёз ба дараҷаи физика шарҳ диҳем.

Барои шурӯъкунандагон, мо бояд ба ёд орем, ки воҳиди асосии раванди компютерҳои иттилоотӣ каме аст. Ин битҳо метавонанд яке аз ду арзиш дошта бошанд: 1 ё 0, фаъол ё хомӯш, ҳа ё не. Агар шумо ба қадри кофӣ ин битҳоро якҷоя кунед, пас шумо метавонед рақамҳои дилхоҳро нишон диҳед ва пас аз дигар ҳама гуна ҳисобҳоро аз рӯи онҳо иҷро кунед. Чӣ қадаре ки чипи компютер бузургтар ё тавонотар бошад, ҳамон қадар шумо метавонед ҳисобҳоро эҷод ва татбиқ кунед ва шумо ҳамон қадар зудтар аз як ҳисоб ба дигараш гузаред.

Компютерҳои квантӣ бо ду роҳи муҳим фарқ мекунанд.

Якум, бартарии "суперпозиция" аст. Дар ҳоле ки компютерҳои анъанавӣ бо битҳо кор мекунанд, компютерҳои квантӣ бо кубитҳо кор мекунанд. Таъсири суперпозицияи кубитҳо имкон медиҳад, ки ба ҷои маҳдуд шудан ба яке аз ду арзиши имконпазир (1 ё 0), кубит метавонад ҳамчун омехтаи ҳарду мавҷуд бошад. Ин хусусият имкон медиҳад, ки компютерҳои квантӣ нисбат ба компютерҳои анъанавӣ самараноктар (тезтар) кор кунанд.

Дуюм, бартарии "ҳамворшавӣ" аст. Ин падида як рафтори беназири физикаи квантӣ мебошад, ки сарнавишти миқдори зарраҳои гуногунро мепайвандад, то он чизе, ки бо яке рӯй медиҳад, ба дигарон таъсир расонад. Вақте ки ба компютерҳои квантӣ татбиқ карда мешавад, ин маънои онро дорад, ки онҳо метавонанд ҳамаи кубитҳои худро дар як вақт идора кунанд - ба ибораи дигар, ба ҷои анҷом додани як қатор ҳисобҳо, компютери квантӣ метавонад ҳамаи онҳоро дар як вақт иҷро кунад.

Мусобиқа барои сохтани аввалин компютери квантӣ

Ин сарлавҳа то андозае нодуруст аст. Ширкатҳои пешқадам ба монанди Microsoft, IBM ва Google аллакай аввалин компютерҳои таҷрибавии квантиро офаридаанд, аммо ин прототипҳои пешин дар як чип камтар аз ду даҳҳо кубит доранд. Ва дар ҳоле ки ин кӯшишҳои барвақт як қадами бузурги аввалин мебошанд, ширкатҳои технологӣ ва шӯъбаҳои таҳқиқотии давлатӣ бояд як компютери квантӣ созанд, ки дорои на камтар аз 49 то 50 кубит аст, то ба потенсиали назариявии ҷаҳонии воқеии худ ҷавобгӯ бошад.

Бо ин мақсад, барои ноил шудан ба ин марҳалаи 50 кубит як қатор равишҳо озмоиш карда мешаванд, аммо ду нафар аз ҳама хоҳишмандон болотар меистанд.

Дар як лагер, Google ва IBM ҳадаф доранд, ки компютери квантиро тавассути муаррифии кубитҳо ҳамчун ҷараёне, ки тавассути ноқилҳои ноқилӣ, ки то -273.15 дараҷа гарм ё сифри мутлақ сард мешаванд, ҷорӣ кунанд. Мавҷудият ё набудани ҷараён 1 ё 0-ро ифода мекунад. Бартарии ин равиш дар он аст, ки ин ноқилҳо ё схемаҳоро аз кремний сохтан мумкин аст, ширкатҳои нимноқилҳои моддӣ даҳсолаҳо таҷрибаи корӣ доранд.

Равиши дуввум, ки аз ҷониби Microsoft роҳбарӣ мекунад, ионҳои дар камераи вакуумӣ ҷойгиршударо дар бар мегирад ва тавассути лазерҳо идора карда мешавад. Зарядҳои ларзишкунанда ҳамчун кубитҳо амал мекунанд, ки баъдан барои коркарди амалиёти компютери квантӣ истифода мешаванд.

Мо компютерҳои квантиро чӣ гуна истифода хоҳем бурд

Хуб, назарияро як сӯ гузошта, биёед ба замимаҳои воқеии ҷаҳон таваҷҷӯҳ кунем, ки ин компютерҳои квантӣ дар ҷаҳон хоҳанд дошт ва чӣ гуна ширкатҳо ва одамон бо он ҳамкорӣ мекунанд.

Проблемаҳои логистикӣ ва оптимизатсия. Дар байни истифодаи фаврӣ ва фоидаовар барои компютерҳои квантӣ оптимизатсия хоҳад буд. Барои барномаҳои мубодилаи савор, ба монанди Uber, роҳи зудтарин барои гирифтан ва партофтани ҳарчи бештари муштариён кадом аст? Барои бузургҷуссаҳои тиҷорати электронӣ, ба монанди Амазон, роҳи аз ҳама камхарҷ расонидани миллиардҳо бастаҳо дар вақти харидани тӯҳфаҳои идона кадом аст?

Ин саволҳои оддӣ якбора аз садҳо то ҳазорҳо тағирёбандаҳоро дарбар мегиранд, ки ин кореро, ки суперкомпютерҳои муосир аз ӯҳдаи он намебароянд; ба ҷои ин, онҳо фоизи ками ин тағирёбандаҳоро ҳисоб мекунанд, то ба ин ширкатҳо дар идора кардани эҳтиёҷоти логистикии онҳо бо роҳи камтар аз оптималӣ кӯмак расонанд. Аммо бо компютери квантӣ, он як кӯҳи тағирёбандаҳоро бидуни арақ бурида мегузарад.

Обу ҳаво ва иқлим моделсозӣ. Ба монанди нуқтаи дар боло зикршуда, сабаби он ки канали обу ҳаво баъзан хато мекунад, дар он аст, ки барои суперкомпьютерҳои онҳо тағирёбандаҳои муҳити зист аз ҳад зиёд мавҷуданд (ин ва баъзан ҷамъоварии маълумоти обу ҳаво). Аммо бо компютери квантӣ, олимони обуҳавошиносӣ на танҳо намунаҳои обу ҳавои наздикро ба таври комил пешгӯӣ мекунанд, балки онҳо инчунин метавонанд барои пешгӯии оқибатҳои тағирёбии иқлим арзёбии дақиқи дарозмуддати иқлимро эҷод кунанд.

Тибби фардӣ. Рамз кардани ДНК ва микробиомаи беназири шумо барои табибони оянда барои таъин кардани доруҳое, ки ба бадани шумо комилан мутобиқ карда шудаанд, муҳим аст. Дар ҳоле ки суперкомпютерҳои анъанавӣ дар рамзкушоии ДНК ба таври камхарҷ қадам гузоштанд, микробиома аз дастрасии онҳо дур аст, аммо барои компютерҳои ояндаи квантӣ ин тавр нест.

Компютерҳои квантӣ инчунин ба Big Pharma имкон медиҳанд, ки чӣ гуна молекулаҳои гуногун бо доруҳои онҳо вокуниш нишон медиҳанд ва ба ин васила рушди фармасевтиро ба таври назаррас суръат бахшанд ва нархҳоро коҳиш диҳанд.

Омӯзиши кайҳон. Телескопҳои кайҳонии имрӯз (ва фардо) ҳар рӯз миқдори зиёди маълумоти тасвирии астрологиро ҷамъ мекунанд, ки ҳаракати триллионҳо галактикаҳо, ситораҳо, сайёраҳо ва астероидҳоро пайгирӣ мекунанд. Мутаассифона, ин барои суперкомпютерҳои имрӯза маълумоти хеле зиёд аст, то мунтазам кашфиётҳои пурмаъноро аз назар гузаронанд. Аммо бо як компютери квантии баркамол дар якҷоягӣ бо омӯзиши мошинсозӣ, ҳамаи ин маълумотҳо метавонанд ниҳоят самаранок коркард карда шаванд ва дари кашфи садҳо то ҳазорҳо сайёраҳои навро ҳар рӯз то аввали солҳои 2030 мекушояд.

илмхои фундаменталй. Ба монанди нуктаҳои дар боло зикршуда, қудрати хоми ҳисоббарории ин компютерҳои квантӣ ба олимон ва муҳандисон имкон медиҳад, ки кимиёвӣ ва маводи нав, инчунин муҳаррикҳои беҳтар коркунанда ва албатта бозичаҳои сардтарро таҳия кунанд.

омӯзиши мошин. Бо истифода аз компютерҳои анъанавӣ, алгоритмҳои омӯзиши мошинсозӣ барои омӯхтани малакаҳои нав ба миқдори зиёди намунаҳои мураттабшуда ва нишонгузорӣ (маълумоти калон) ниёз доранд. Бо ҳисоббарории квантӣ, нармафзори омӯзиши мошинсозӣ метавонад бештар ба одамон монандро омӯзад ва ба ин васила онҳо метавонанд бо истифода аз маълумоти камтар, маълумоти бесарусомон, аксар вақт бо чанд дастур малакаҳои нав ба даст оранд.

Ин барнома инчунин як мавзӯи ҳаяҷоновар дар байни муҳаққиқон дар соҳаи зеҳни сунъӣ (AI) мебошад, зеро ин иқтидори беҳтаршудаи омӯзиши табиӣ метавонад пешрафтро дар таҳқиқоти AI-ро дар тӯли даҳсолаҳо суръат бахшад. Бештар дар бораи ин дар силсилаи мо Ояндаи зеҳни сунъӣ.

Encryption. Мутаассифона, ин барномаест, ки аксари муҳаққиқон ва агентиҳои иктишофиро асабонӣ мекунанд. Ҳама хидматҳои рамзгузории ҷорӣ аз эҷоди паролҳо вобастаанд, ки барои шикастани суперкомпютери муосир ҳазорҳо сол лозим аст; Компютерҳои квантӣ метавонанд аз ҷиҳати назариявӣ ин калидҳои рамзгузориро дар тӯли камтар аз як соат шикоф кунанд.

Бонкдорӣ, коммуникатсия, хадамоти амнияти миллӣ, худи интернет аз рамзгузории боэътимод барои кор кардан вобаста аст. (Оҳ, ва инчунин дар бораи биткоин фаромӯш кунед, бо назардошти вобастагии аслии он аз рамзгузорӣ.) Агар ин компютерҳои квантӣ ба таври таблиғотӣ кор кунанд, ҳамаи ин соҳаҳо зери хатар хоҳанд буд ва бадтарин ҳолат тамоми иқтисоди ҷаҳонро зери хатар мегузоранд, то даме ки мо рамзгузории квантиро барои нигоҳдорӣ созем. суръат.

Тарҷумаи забони воқеӣ дар вақти воқеӣ. Барои анҷом додани ин боб ва ин силсила бо ёддошти камтар стресс, компютерҳои квантӣ инчунин тарҷумаи қариб мукаммал ва воқеии забонро байни ҳар ду забон ё тавассути чати Skype ё тавассути истифодаи аудиои пӯшида ё имплантатсия дар гӯши шумо имкон медиҳанд. .

Пас аз 20 сол, забон дигар монеаи тиҷорат ва муоширати ҳамарӯза нахоҳад буд. Масалан, шахсе, ки танҳо бо забони англисӣ ҳарф мезанад, метавонад бо шариконаш дар кишварҳои хориҷӣ, ки брендҳои англисӣ дар акси ҳол ба онҷо ворид шуда наметавонистанд, эътимоди бештаре ба муносибатҳои тиҷоратӣ ворид кунанд ва ҳангоми боздид аз кишварҳои хориҷӣ ин шахс ҳатто метавонад ба як нафаре ошиқ шавад, ки танҳо бо забони кантонӣ гап задан рӯй медиҳад.

Силсилаи ояндаи компютерҳо

Интерфейси корбарони пайдошаванда барои аз нав муайян кардани инсоният: Ояндаи компютерҳо P1

Ояндаи таҳияи нармафзор: Ояндаи компютерҳо P2

Инқилоби нигаҳдории рақамӣ: Ояндаи компютерҳо P3

Қонуни нопадидшудаи Мур барои бозбинии бунёдии микрочипҳо: Ояндаи компютерҳо P4

Роёниши абрӣ ғайримарказӣ мешавад: Ояндаи компютерҳо P5

Чаро кишварҳо барои сохтани бузургтарин суперкомпьютерҳо рақобат мекунанд? Ояндаи компютерҳо P6