Quantum Computer: Tapos na ang pagsubok, malayo ang paggamit ng real-world

Sa klasikal na pag-compute, ang init ay nakikipagsabwatan sa oras upang magpataw ng mga hadlang sa posible. Sa panahon ng mga vacuum tube, hindi makumpleto ang mahahabang pagkalkula dahil mauubos ang kagamitan.

Noong kalagitnaan ng Setyembre, lumabas sa isang website ng NASA ang isang research paper na inakda ng mga siyentipiko sa 14 na institusyon at lab, na pinamumunuan ng Google AI Quantum sa Mountain View. (Pinagmulan: Googleblog)

Ang gobyerno ay hindi na kailangang mag-agitate pa tungkol sa pagkuha ng access sa secure na mga komunikasyon sa social media, dahil ang quantum computer, na kaka-claim pa lang , ay magiging kalabisan ng cryptographic na seguridad.

Kung ano ang inaangkin, at pinagtatalunan

Noong kalagitnaan ng Setyembre, lumabas sa isang website ng NASA ang isang research paper na isinulat ng mga siyentipiko sa 14 na institusyon at laboratoryo, sa pangunguna ng Google AI Quantum sa Mountain View, at naglaho, na nag-iwan sa mga komunidad ng siyentipiko at matematika na hindi mapakali sa pag-iwas nito. Ang kanilang kasabikan ay hindi walang dahilan, dahil ang papel ay nag-claim quantum supremacy — ang pagbuo ng isang quantum machine na pinangalanang Sycamore na kayang lutasin ang mga problemang hindi kayang lutasin ng mga klasikal na computer, sa mga praktikal na dahilan.

Sa klasikal na pag-compute, ang init ay nakikipagsabwatan sa oras upang magpataw ng mga hadlang sa posible. Sa panahon ng mga vacuum tube, hindi makumpleto ang mahahabang pagkalkula dahil mauubos ang kagamitan. Ang mga modernong semiconductor integrated circuit ay gumagawa din ng init, hindi sapat upang masunog, ngunit sapat na upang bumagal. Sinasabi ng Google na nagkaroon ng problema ang Sycamore sa loob ng humigit-kumulang 200 segundo na kukuha sana ng isang top-flight supercomputer nang humigit-kumulang 10,000 taon. Ang mga resulta - sa papel na naglaho nang misteryoso - pormal na lumabas sa Kalikasan noong Miyerkules, na nagpapatibay sa pag-aangkin na ang isang threshold sa pag-compute, na inaasahan mula noong binuksan nina Paul Benioff, Richard Feynman at Yuri Manin ang talakayan noong 1980s, ay nalampasan.

Samantala, hinamon ng mga mananaliksik sa IBM ang paghahanap ng Sycamore, na pinaniniwalaan na ang klasikal na computer ay nahuli ng 10,000 taon dahil hindi ito mahusay na na-configure. Ang pagsipa ng mga gulong at paglilinis ng mga plug, pinagtatalunan nila, ay magsasara ng puwang sa kamay sa ibabaw ng kamao. Nananatiling suspense ang usapin hanggang sa ginagaya ng IBM ang benchmark na pagsubok. Ayon sa pamamaraan ng agham, ang tanong ay nananatiling bukas hanggang sa mailathala nito ang sarili nitong mga natuklasan.

Maramihang estado

Mula nang magpaliwanag si Canadian Prime Minister Justin Trudeau quantum computing sa isang chaffing journalist sa Perimeter Institute of Theoretical Physics, wala nang dapat ipaliwanag pa. Sapat na sabihin na habang ang mga classical na makina ay nagpoproseso ng mga piraso ng impormasyon na kinakatawan ng mga estado 0 at 1, na kumakatawan sa on at off, ang mga quantum machine ay nagmamanipula ng mga qubit o quantum bits. Mayroon silang dalawang katangian na maaaring magproseso ng data ng mas mataas na mga order ng magnitude - superposition at entanglement.

Bagama't ang likas na katangian ng quantum at gross na mundo ay sa panimula ay naiiba, ang mga ito ay maaaring ilarawan sa pamamagitan ng pagkakatulad ng pusa ni Schrödinger, isang kaawa-awang hayop na nakulong sa isang kahon na may isang bagay na posibleng nakamamatay, tulad ng isang canister ng nakakalason na gas. Sa gross na mundo, ipinapalagay namin na ang pusa ay buhay hanggang sa ang gas ay inilabas, pagkatapos nito ay patay na. Ngunit sa antas ng quantum, ang mga phenomena ay bumagsak sa isang estado lamang kapag sila ay naobserbahan. Sa lahat ng iba pang oras, umiiral sila sa lahat ng posibleng estado. Ang pusa ay makikitang patay o buhay lamang kapag binuksan ng nagmamasid ang kahon. Sa lahat ng iba pang mga pagkakataon, ito ay parehong patay at buhay, sa isang estado ng superposisyon. Gayundin, kung ang pusa ay maaaring mag-alis ng gas nang hindi sinasadya, ang estado nito at ng canister ay magkakaugnay.

Ito ay gusot, na tinawag ni Einstein na nakakatakot na aksyon sa malayo. Ang dalawang gusot na subatomic na particle ay maaaring light years ang pagitan, at magkaugnay pa. Ginagamit ng mga quantum computer ang dalawang property na ito para makamit ang mga bilis at computational space na makakatalo sa isang classical machine, sa pamamagitan ng pag-encode ng data sa mga quantum state at pagsasagawa ng mga quantum operations dito.

Sundar Pichai kasama ang isa sa Quantum Computers ng Google sa lab ng Santa Barbara, California, US. (Larawan sa pamamagitan ng Reuters)

Miles upang pumunta

Ano ang ibig sabihin ng pagdating ng quantum computing para sa iyo at sa akin? Hindi gaano. Hindi kaagad. Dahil ang Sycamore ay nagsagawa lamang ng isang benchmark na pagsubok na walang tunay na paggamit, at hindi ito maaaring i-deploy ng Google upang makamit ang dominasyon sa mundo sa susunod na linggo. Kahit na ito ay nagpakita ng quantum supremacy, maaaring tumagal ng mga taon o dekada para malayang magagamit ang teknolohiya.

Ang mga Qubit ay matatag lamang sa mga cryogenic na temperatura, at tanging ang mga pamahalaan at malalaking korporasyon ang makakaasa na magpanatili ng isang quantum computer sa lugar. Ang iba sa atin ay kailangang umasa sa cloud computing at software bilang isang serbisyo. Hindi ang pinakamaliwanag na rig kung gusto mong i-hack ang buhay na mga daylight sa Gmail, halimbawa.

Ngunit sa simula, ang mga pamahalaan at mga korporasyon ay ang tanging mga gumagamit ng quantum computing, dahil sila lamang ang interesado sa mga tanong na sinasagot nito. Ang quantum computer ay inilagay ni Feynman para sa pagmomodelo ng mga quantum system. Ngayon, makakahanap ito ng paggamit sa mga lab para sa mga sistema ng pagmomodelo na umiiral sa totoong mundo sa ilalim lamang ng matinding kundisyon, tulad ng sa Large Hadron Collider.

Isang bahagi ng Quantum Computer ng Google sa lab ng Santa Barbara, California, US. (Larawan sa pamamagitan ng Reuters)

Makakagawa ang Labs ng makabagong trabaho nang hindi kinakailangang mamuhunan sa malakihang imprastraktura, at maaaring hindi na kailangang mag-collaborate sa mga bansa at kontinente. Ang mga quantum computer ay magiging kapaki-pakinabang din para sa mga gawain na humahawak ng malaking halaga ng data. Ang data mining at artificial intelligence ay magiging mga pangunahing benepisyaryo, kasama ang mga agham na tumatalakay sa dami ng data, mula sa astronomy hanggang sa linggwistika.

Huwag palampasin mula sa Explained | Dushyant Chautala: Matanda na lampas sa kanyang edad, ang 31 taong gulang na 'buddha' na ito ay kumokonekta sa lahat

Ang madilim na bahagi

Ang madilim na bahagi ng quantum computing ay ang nakakagambalang epekto nito sa cryptographic encryption, na nagse-secure ng mga komunikasyon at mga computer. Ang pag-encrypt ay nakasalalay sa napakalaking prime number, na nagsisilbing mga binhi kung saan nabuo ang mga cryptographic key at ipinagpapalit ng mga partido sa isang pag-uusap. Gumagana ito dahil ang encryption at decryption ay operationally asymmetric. Mas madali para sa isang computer na magparami ng napakalaking prime number kaysa sa pag-factor ng isang produkto hanggang sa mga constituent prime nito. Pinapanatili ng pagkakaibang ito na pribado ang iyong mga mensahe sa WhatsApp, ngunit kung ang mga posibilidad ay napantayan ng mga napakalakas na computer, ang privacy online ay magiging patay.

Ang teknolohiya ay hindi palaging solusyon. Kadalasan, lumilikha ito ng mga bagong problema, at ang solusyon ay nasa batas. Matagal na pagkatapos ng kapanganakan ng social media at artificial intelligence, mayroon na ngayong mga kahilingan upang ayusin ang mga ito. Magiging masinop na bumuo ng isang regulatory framework para sa quantum computing bago ito maging malawak na magagamit. Ito ay isang pagbabagong teknolohiya na ang mga gamit sa hinaharap, sa malawak na spectrum ng mga sektor mula sa pagsusuri ng data hanggang sa geopolitics, ay hindi lubos na maasahan. Sa ganoong kahulugan, ito ay parang teknolohiyang nuklear, na kinokontrol ng isang pandaigdigang rehimen 23 taon pagkatapos ng Hiroshima ng Non-Proliferation Treaty. Magiging kapaki-pakinabang na i-regulate ang quantum computing ngayon, o hindi bababa sa tukuyin ang mga limitasyon ng lehitimong paggamit nito.

Ibahagi Sa Iyong Mga Kaibigan: