Είναι δυνατή η δημιουργία ενός κβαντικού υπολογιστή; Οι επιστήμονες λένε όχι

Πολλοί από εσάς το γνωρίζετε το φθινόπωρο του 2019Η Google και η IBM ξεκίνησαν μια πραγματική αντιπαράθεση μεταξύ τους: όταν οι αντιπρόσωποι της Google ανακοίνωσαν την "κβαντική υπεροχή" τους εξαιτίας της επιτυχούς ολοκλήρωσης της κβαντικής πληροφορικής, η IBM ανέλαβε απροσδόκητα τη σκυτάλη, αποδεικνύοντας την ικανότητα του νέου υπερυπολογιστή να εκτελεί υπολογισμούς σχεδόν με την ίδια ταχύτητα και με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια από το google κβαντικό υπολογιστή. Δεν ήταν η πρώτη φορά που κανείς αμφέβαλε για τον κβαντικό υπολογισμό. Πέρυσι, ο Michel Dyakonov, θεωρητικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Montpellier στη Γαλλία, πρότεινε πολλούς θεωρητικούς λόγους για τους οποίους οι κβαντικοί υπερυπολογιστές που είναι εύκολο να χρησιμοποιηθούν ποτέ δεν θα κατασκευαστούν. Πώς ξέρετε ποιος είναι σωστός και ποιος δεν είναι;

Είναι δυνατή η δημιουργία ενός κβαντικού υπολογιστή στην πραγματικότητα;

Γιατί θα μπορούσε να τεθεί σε κίνδυνο η δημιουργία υπερυπολογιστών;

Κβαντικό Υπολογιστή - Εξαιρετικά Χρήσιμοτης δημιουργίας τεχνητής νοημοσύνης του μέλλοντος, νέων μεθόδων κρυπτογραφίας και ακόμη και νέων τύπων επαναφορτιζόμενων μπαταριών. Παρά την ευελιξία της εφαρμογής της, η συσκευή μπορεί να μην λειτουργεί ποτέ σε πλήρη ισχύ. Τόσο λίγα ενθαρρυντικά συμπεράσματα έγιναν από τον Γάλλο ερευνητή Michel Dyakonov, ο οποίος εδώ και πολλά χρόνια εργάστηκε για την εφαρμογή του κβαντικού υπολογιστικού συστήματος. Ο επιστήμονας πιστεύει ότι λόγω του αναπόφευκτου τυχαίων σφαλμάτων στο υλικό της συσκευής, οι πραγματικά χρήσιμοι κβαντικοί υπολογιστές είναι απίθανο να κατασκευαστούν ποτέ.

Για να καταλάβουμε γιατί η δημιουργίαοι επόμενες γενιές υπερυπολογιστών ενδέχεται να διατρέχουν κίνδυνο, θα πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε τις αρχές λειτουργίας αυτής της υπολογιστικής συσκευής. Σύμφωνα με ένα άρθρο που δημοσιεύθηκε στο theconversation.com, οι σύγχρονοι υπολογιστές λειτουργούν με βάση την αρχή του δυαδικού κώδικα για την αποθήκευση δεδομένων, ενώ ήδη δημιουργούμενες κβαντικές συσκευές χρησιμοποιούν ένα σύστημα κβαντικών bits ή qubits.

Τα Qubits έχουν ειδικές ιδιότητες: μπορούν να υπάρχουν σε υπέρθεση, είναι και μηδέν και ένα, ενώ είναι μπλεγμένα μεταξύ τους, ακόμη και αν βρίσκονται σε σημαντική απόσταση μεταξύ τους. Αυτή η ασυνήθιστη συμπεριφορά δεν συσχετίζεται με τον κόσμο της κλασικής φυσικής, αφού η υπέρθεση εξαφανίζεται αμέσως όταν ο πειραματιστής αλληλεπιδρά με την κβαντική κατάσταση.

Ενδέχεται να σας ενδιαφέρει: Μια κβαντική πυξίδα σας βοηθά να προσδιορίσετε την τοποθεσία σας χωρίς GPS

Χάρη στην υπέρθεση, ένας κβαντικός υπολογιστής μεΤα 100 qubits μπορούν ταυτόχρονα να αντιπροσωπεύουν 2100 λύσεις. Για ορισμένες εργασίες, αυτός ο εκθετικός παράλληλος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δημιουργήσει ένα τεράστιο πλεονέκτημα σε υπολογιστική ταχύτητα. Ταυτόχρονα, υπάρχει μια άλλη, στενότερη προσέγγιση στον κβαντικό υπολογισμό, στην οποία τα qubits χρησιμοποιούνται για την επιτάχυνση των προβλημάτων βελτιστοποίησης. Για παράδειγμα, η D-Wave Systems, μια εταιρεία που εδρεύει στον Καναδά, έχει κατασκευάσει συστήματα βελτιστοποίησης που χρησιμοποιούν qubits για το σκοπό αυτό, αν και ορισμένοι επικριτές υποστηρίζουν ότι τα συστήματα που προκύπτουν δεν λειτουργούν καλύτερα από τους κλασσικούς υπολογιστές.

Οι κβαντικοί υπολογιστές D-Wave Systems

Παρ 'όλα αυτά, οι εταιρείες και οι χώρες επενδύουντεράστια χρηματικά ποσά στον κβαντικό υπολογισμό. Είναι γνωστό ότι η Κίνα δημιούργησε ένα νέο κβαντικό ερευνητικό κέντρο ύψους 10 δισ. Δολαρίων και η Ευρωπαϊκή Ένωση ανέπτυξε ένα γενικό σχέδιο για κβαντική έρευνα αξίας 1 δισ. Ευρώ ή 1,1 δισ. Δολαρίων. Ο νέος νόμος των Ηνωμένων Εθνών για την Κβαντική Πρωτοβουλία παρέχει 1,2 δισεκατομμύρια δολάρια για την ανάπτυξη της κβαντικής πληροφορικής για μια πενταετή περίοδο.

Η δυνατότητα σπάσιμο των αλγορίθμων κρυπτογράφησης είναιισχυρός κινητήριος παράγοντας για πολλές χώρες του κόσμου. Έτσι, η γνώση των συστημάτων κρυπτογράφησης του εχθρού θα μπορούσε να προσφέρει ένα τεράστιο πλεονέκτημα στη νοημοσύνη, ενώ συγχρόνως θα συμβάλει στη διεξαγωγή νέας θεμελιώδους έρευνας στον τομέα της φυσικής, αφού τα σύγχρονα πειραματικά συστήματα έχουν στη διάθεσή τους λιγότερα από 100 qubits. Για να επιτύχουμε τις χρήσιμες υπολογιστικές επιδόσεις ενός υπερυπολογιστή, πιθανόν να χρειαζόμαστε μηχανές με εκατοντάδες χιλιάδες qubits. Προκειμένου οι συσκευές να λειτουργούν σωστά, πρέπει να διορθώνουν όλα τα μικρά τυχαία σφάλματα στο λογισμικό. Σε έναν κβαντικό υπολογιστή, τέτοια σφάλματα προκύπτουν εξαιτίας των ατελών στοιχείων του κυκλώματος και της αλληλεπίδρασης των qubits με το περιβάλλον τους. Για τους λόγους αυτούς, τα qubits μπορεί να χάσουν τη συνοχή σε μόλις ένα δευτερόλεπτο, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε λανθασμένα αποτελέσματα υπολογιστή.

Με άλλα λόγια, αν και οι κβαντικοί υπερυπολογιστές καιέχουν δικαίωμα ύπαρξης, η ορθότητα των υπολογισμών τους μπορεί να έρθει κάτω από μια μεγάλη ερώτηση. Και τι νομίζετε, μπορεί ένα άτομο να υποτάξει την κβαντική τεχνολογία; Μοιραστείτε την άποψή σας με ομοϊδεάτες ανθρώπους στην επίσημη συνομιλία μας στο Telegram.