Ako mnohí z vás vedia, na jeseň roku 2019 spoločnosť Google a IBM začali viesť skutočnú konfrontáciu medzi sebou: keď zástupcovia spoločnosti Google vyhlásili svoju „kvantovú nadradenosť“v dôsledku úspešného dokončenia kvantovej práce na počítači, spoločnosť IBM neočakávane prevzala obušok, čo dokazuje schopnosť svojho nového superpočítača vykonávať výpočty takmer s rovnakou rýchlosťou a oveľa presnejšou ako kvantový počítač spoločnosti Google. Toto nebolo prvýkrát, keď niekto spochybnil kvantové výpočty. Minulý rok, Michel Dyakonov, teoretický fyzik na univerzite v Montpellier vo Francúzsku, navrhol mnoho teoretických dôvodov, prečo sa praktické kvantové superpočítače nikdy nebudú stavať. Ako viete, kto má pravdu a kto sa mýli?
Prečo je vytváranie superpočítačov ohrozené?
Kvantový počítač je veľmi užitočným vynálezom pri vytváraní umelej inteligencie budúcnosti, nových metód kryptografie a dokonca aj nových typov batérií. Napriek všestrannosti použitia nemusí zariadenie nikdy pracovať v plnej sile. K takým málo povzbudivým záverom prišiel francúzsky výskumník Michel Dyakonov, ktorý dlhé roky pracoval na implementácii kvantovej výpočtovej techniky. Vedec verí, že v dôsledku nevyhnutnosti náhodných chýb v hardvéri zariadenia nie je pravdepodobné, že by sa skutočne postavili skutočne užitočné kvantové počítače.
Aby sme pochopili, prečo môže byť ohrozené vytvorenie superpočítačov novej generácie, musíme najskôr pochopiť princípy činnosti tohto výpočtového zariadenia. Podľa článku uverejneného na stránke theconversation.com moderné počítače pri ukladaní údajov fungujú na princípe binárneho kódu, zatiaľ čo už vytvorené kvantové zariadenia využívajú systém kvantových bitov alebo qubitov.
Qubits majú špeciálne vlastnosti: môžu existovať v superpozícii, ako nula, tak jedna, pričom sú vzájomne zamotané, aj keď sú vo veľkej vzdialenosti od seba. Takéto neobvyklé správanie sa nespája so svetom klasickej fyziky, pretože superpozícia okamžite zmizne, keď experimentátor interaguje s kvantovým stavom.
Kvôli superpozícii môže kvantový počítač so 100 qubitsami súčasne predstavovať 2 100 riešení. Pre niektoré úlohy sa tento exponenciálny paralelizmus môže použiť na vytvorenie obrovskej výhody vo výpočtovej rýchlosti. Existuje však ďalší, užší prístup k kvantovému počítaču, v ktorom sa Qubity používajú na urýchlenie optimalizačných problémov. Napríklad v Kanade založené systémy D-Wave Systems vytvorili optimalizačné systémy, ktoré na tento účel používajú qubits, hoci niektorí kritici tvrdia, že výsledné systémy nepôsobia lepšie ako klasické počítače.
Kvantové počítače od spoločnosti D-Wave Systems.
Propagačné video:
Napriek tomu spoločnosti a krajiny investujú obrovské sumy peňazí do kvantového počítania. Je známe, že Čína vybudovala nové kvantové výskumné centrum v hodnote 10 miliárd dolárov a Európska únia vypracovala hlavný plán pre kvantový výskum v hodnote 1 miliardy eur alebo 1,1 miliardy dolárov. Nový zákon Spojených štátov o národnej kvantovej iniciatíve poskytuje vývoj kvantovej informácie vo výške 1,2 miliardy dolárov za päťročné obdobie.
Schopnosť praskať šifrovacie algoritmy je pre mnohé krajiny na celom svete silným motivačným faktorom. Znalosť šifrovacích systémov nepriateľa by tak mohla mať obrovskú výhodu v inteligencii a zároveň by prispela k novému základnému výskumu v oblasti fyziky, pretože moderné experimentálne systémy majú k dispozícii iba menej ako 100 hraníc. Na dosiahnutie užitočného výpočtového výkonu v superpočítači budeme pravdepodobne potrebovať stroje so stovkami tisíc qubits. Aby zariadenia správne fungovali, musia opraviť všetky malé náhodné chyby v softvéri. V kvantovom počítači sa takéto chyby vyskytujú v dôsledku nedokonalých prvkov obvodu a interakcie qubits s ich prostredím. Z týchto dôvodov môžu qubity stratiť súdržnosť doslova za zlomok sekundy,čo môže viesť k chybným výsledkom z počítača.
Inými slovami, hoci kvantové superpočítače majú právo na existenciu, správnosť ich výpočtov môže byť veľkou otázkou. A čo si myslíte, bude človek jedného dňa schopný podrobiť kvantové technológie?
Autor: Daria Eletskaya