Kvantový počítač: Test vykonaný, použitie v reálnom svete je ďaleko
V klasickej výpočtovej technike sa teplo s časom spojí, aby obmedzilo možné. V ére vákuových elektrónok nebolo možné dokončiť zdĺhavé výpočty, pretože by zhoreli zariadenia.
V polovici septembra sa na webovej stránke NASA objavil výskumný dokument, ktorý vytvorili vedci zo 14 inštitúcií a laboratórií pod vedením Google AI Quantum v Mountain View. (Zdroj: Googleblog) Vláda už nemusí agitovať, aby získala prístup k bezpečnej komunikácii na sociálnych médiách, pretože kvantový počítač, ktorého príchod bol práve nárokovaný , spôsobí, že kryptografické zabezpečenie bude nadbytočné.
Čo sa tvrdí a čo je sporné
V polovici septembra sa na webovej stránke NASA objavil výskumný dokument, ktorý napísali vedci zo 14 inštitúcií a laboratórií pod vedením Google AI Quantum v Mountain View, a záhadne zmizol, takže vedecké a matematické komunity sa nepokojne zmietali. Ich nadšenie nebolo neopodstatnené, pretože noviny tvrdili kvantová prevaha — vývoj kvantového stroja s názvom Sycamore, ktorý dokáže vyriešiť problémy, ktoré klasické počítače z praktických dôvodov nedokážu.
V klasickej výpočtovej technike sa teplo s časom spojí, aby obmedzilo možné. V ére vákuových trubíc nebolo možné dokončiť zdĺhavé výpočty, pretože by zhorelo zariadenie. Moderné polovodičové integrované obvody tiež generujú teplo, nie dosť na spálenie, ale dosť na spomalenie. Google tvrdí, že Sycamore vyriešil problém za približne 200 sekúnd, čo by špičkovému superpočítaču trvalo asi 10 000 rokov. Výsledky – v novinách, ktoré záhadne zmizli – sa formálne objavili v stredu v časopise Nature, čím potvrdili tvrdenie, že prahová hodnota vo výpočtovej technike, očakávaná odkedy Paul Benioff, Richard Feynman a Yuri Manin otvorili diskusiu v 80. rokoch, bola prekročená.
Medzitým výskumníci z IBM spochybnili zistenie Sycamore a domnievajú sa, že klasický počítač zaostáva o 10 000 rokov, pretože bol neefektívne nakonfigurovaný. Nakopnutie pneumatík a vyčistenie zátok, tvrdili, by zaplnili medzeru rukou cez päsť. Táto záležitosť zostáva v nedohľadne, kým IBM nezopakuje benchmarkový test. Podľa metódy vedy zostáva otázka otvorená, kým nezverejní svoje vlastné zistenia.
Viaceré štáty
Odkedy kanadský premiér Justin Trudeau vysvetlil kvantové výpočty štvavému novinárovi z Perimetrického inštitútu teoretickej fyziky už nezostáva nič moc vysvetľovať. Stačí povedať, že kým klasické stroje spracúvajú bity informácií reprezentované stavmi 0 a 1, ktoré predstavujú zapnuté a vypnuté, kvantové stroje manipulujú s qubitmi alebo kvantovými bitmi. Majú dve vlastnosti, ktoré dokážu spracovať dáta vyšších rádov – superpozíciu a zapletenie.
Hoci povaha kvantového a hrubého sveta je zásadne odlišná, možno ich ilustrovať na analógii Schrödingerovej mačky, nešťastného zvieraťa uväzneného v krabici s niečím potenciálne smrteľným, ako je nádoba s toxickým plynom. V hrubohmotnom svete predpokladáme, že mačka žije, kým sa neuvoľní plyn, potom je mŕtva. Ale na kvantovej úrovni sa javy zrútia do jedného stavu iba vtedy, keď sú pozorované. Vo všetkých ostatných časoch existujú vo všetkých možných štátoch. Mačka je mŕtva alebo živá iba vtedy, keď pozorovateľ otvorí krabicu. Vo všetkých ostatných časoch je mŕtvy aj živý, v stave superpozície. Tiež, ak mačka môže náhodne spustiť plyn, jej stav a stav nádoby sú neoddeliteľne spojené.
Toto je zapletenie, ktoré Einstein nazval strašidelnou akciou na diaľku. Dve zapletené subatomárne častice môžu byť od seba vzdialené svetelné roky, a predsa môžu byť spojené. Kvantové počítače využívajú tieto dve vlastnosti na dosiahnutie rýchlostí a výpočtových priestorov, ktoré by porazili klasický stroj, kódovaním údajov do kvantových stavov a vykonávaním kvantových operácií na nich.
Sundar Pichai s jedným z kvantových počítačov Google v laboratóriu Santa Barbara, Kalifornia, USA. (Foto cez Reuters) Ešte míle
Čo pre vás a pre mňa znamená príchod kvantových počítačov? Nie veľa. Nie hneď. Pretože Sycamore vykonal iba benchmarkový test, ktorý nemá využitie v reálnom svete, a Google ho nemôže nasadiť, aby budúci týždeň dosiahol svetovú nadvládu. Aj keby preukázala kvantovú prevahu, môže trvať roky alebo desaťročia, kým bude technológia voľne dostupná.
Qubity sú stabilné iba pri kryogénnych teplotách a iba vlády a veľké korporácie môžu dúfať, že budú mať v priestoroch kvantový počítač. My ostatní by sme sa museli spoliehať na cloud computing a softvér ako službu. Nie je to najžiarivejšie zariadenie, ak sa napríklad snažíte preniknúť do živého denného svetla z Gmailu.
Na začiatku však budú jedinými používateľmi kvantových počítačov vlády a korporácie, pretože iba ich zaujímajú otázky, ktoré odpovedá. Kvantový počítač navrhol Feynman na modelovanie kvantových systémov. Teraz nájde využitie v laboratóriách na modelovanie systémov, ktoré v reálnom svete existujú len v extrémnych podmienkach, ako napríklad vo Veľkom hadrónovom urýchľovači.
Súčasť kvantového počítača Google v laboratóriu Santa Barbara, Kalifornia, USA. (Foto cez Reuters) Laboratóriá by boli schopné produkovať špičkovú prácu bez toho, aby museli investovať do rozsiahlej infraštruktúry a možno by nemuseli spolupracovať naprieč národmi a kontinentmi. Kvantové počítače by boli tiež užitočné pre úlohy, ktoré spracovávajú obrovské množstvo údajov. Ťažba údajov a umelá inteligencia by boli hlavnými príjemcami spolu s vedami, ktoré sa zaoberajú množstvom údajov, od astronómie po lingvistiku.
Nenechajte si ujsť Vysvetlené | Dushyant Chautala: Tento 31-ročný „buddha“ je starší ako svoj vek a spája sa s každým
Tmavá strana
Temnou stránkou kvantových počítačov je rušivý účinok, ktorý bude mať na kryptografické šifrovanie, ktoré zabezpečuje komunikáciu a počítače. Šifrovanie závisí od veľmi veľkých prvočísel, ktoré slúžia ako základ, z ktorého sa generujú kryptografické kľúče a ktoré si účastníci konverzácie vymieňajú. Funguje to, pretože šifrovanie a dešifrovanie sú prevádzkovo asymetrické. Pre počítač je jednoduchšie vynásobiť veľmi veľké prvočísla, ako rozdeliť produkt na jeho základné prvočísla. Tento rozdiel udržuje vaše správy WhatsApp v súkromí, ale ak by boli šance vyrovnané exponenciálne výkonnými počítačmi, súkromie online by bolo mŕtve.
Technológia nie je vždy riešením. Často to vytvára nové problémy a riešenie je v zákone. Dlho po zrode sociálnych médií a umelej inteligencie teraz existujú požiadavky na ich reguláciu. Bolo by rozumné vypracovať regulačný rámec pre kvantovú výpočtovú techniku skôr, ako bude široko dostupná. Ide o transformačnú technológiu, ktorej budúce využitie v širokom spektre sektorov od analýzy dát až po geopolitiku nemožno úplne predvídať. V tomto zmysle je to skôr ako jadrová technológia, ktorú 23 rokov po Hirošime reguloval globálny režim Zmluvou o nešírení jadrových zbraní. Bolo by užitočné regulovať kvantovú výpočtovú techniku už teraz, alebo aspoň definovať hranice jej legitímneho využitia.
Zdieľajte So Svojimi Priateľmi:
