Kvantu skaitļošana: komerciālas mašīnas nākotnē tuvāk

Iedomājieties pieticīgu iekārtu plauktu, kas risina ķīmiskus uzdevumus, kuros apstājas mūsdienu jaudīgākie superdatori. Šī nākotne, pēc Amazon mākslīgā intelekta un aparatūras vadītāja teiktā, var pienākt ātrāk, nekā daudzi gaida.

Pīters DeSantiss, kurš tagad vada Amazon jauno organizāciju, kas koncentrējas uz mākslīgo intelektu modeļiem, mikroshēmām un kvantu skaitļošanu, sacīja CNBC, ka sagaida, ka pirmie komerciāli noderīgie kvantu datori parādīsies piecu līdz septiņu gadu laikā. Viņš negarantēja brīnumus pār nakti. Tā vietā viņš iezīmēja attīstības trajektoriju: parādīsies mazas, praktiskas kvantu sistēmas, kas gadu no gada pakāpeniski palielināsies apjomā un spējās, risinot arvien sarežģītākas problēmas.

Sākotnējā cīņa par kvantu priekšrocību

Kāpēc šis laika grafiks ir svarīgs? Jo kvantu mašīnas nav vienkārši ātrākas versijas rīkiem, ko izmantojam šodien. Kubiti uzvedas citādi nekā klasiskie biti. Tie var būt nulle, viens vai abu sajaukums vienlaikus, ļaujot izveidot jaunus algoritmus, kas risina tādas problēmu klases, ar kurām klasiskās arhitektūras cīnās. Vienkārši sakot: gaidāms kas atšķirīgs, ne tikai ātrāks.

Amazon nerunā vienatnē. Šajā nozarē ir daudz spēlētāju. Google, Microsoft un IBM, kā arī virkne jaunuzņēmumu, sacenšas pārvērst laboratorijas atklājumus produktos. Pagājušajā gadā Amazon izrādīja kvantu mikroshēmu Ocelot, kas paredzēta, lai palīdzētu ar kļūdu labošanas problēmām, vienu no tehnoloģijas sarežģītākajiem izaicinājumiem. Tas ir praktisks solis uz lietojamiem risinājumiem, nevis tikai akadēmisks pierādījums koncepcijai.

Prognozes atšķiras. Dažas kompānijas saka, ka noderīgas pielietojuma jomas būs sasniedzamas tikai dažu gadu laikā. Citas aicina uz piesardzību un novieto reālistiskus komerciālus posmus vēlāk. Strīds ir atkarīgs no tā, cik ātri pētnieki spēs ierobežot trokšņus, palielināt kubitu skaitu un izveidot programmatūru, kas izmanto kvantu uzvedību.

Kuras nozares gūs labumu vispirms? Ķīmija un materiālu zinātne ir saraksta augšgalā. Molekulāro sistēmu augstas ticamības simulācija ir dabiska piemērotība kvantu aparatūrai. Šīs simulācijas var paātrināt zāļu izstrādi, katalizatoru projektēšanu un jaunu materiālu meklēšanu veidos, ko klasiskās simulācijas nevar sasniegt.

Sagaidiet, ka sākotnējās kvantu sistēmas būs specializēti rīki nišām ar augstu vērtību, to pielietojumam paplašinoties, uzlabojoties kļūdu labošanai un mērogam.

Šī formulēšana atkārto DeSantisa salīdzinājumu ar Mūra likumam līdzīgu attīstību, kur spējām ir tendence pieaugt laika gaitā. Ja šis modelis turpinās, nozare var pāriet no maziem, konkrētām jomām domātiem kvantu ierīcēm uz daudzpusīgākām sistēmām, kas pakāpeniski risina plašākas problēmu klases.

Patiesā sacensība tagad ir mazāk par kubitu skaitu un vairāk par kļūdu līmeni, kontroles sistēmām un programmatūras kaudzēm, kas pārveido reālas pasaules jautājumus par kvantam draudzīgām formulām. Amazon virzība, kopā ar konkurentu pūlēm, padara nākamo pusdekādi par vienu no nozīmīgākajiem periodiem skaitļošanas vēsturē.