Pag-ayo sa kaugalingon nga mga kompyuter sa quantum: Wala’y sayup ug wala’y pagtugot sa sayup

• Author:
• Ngalan sa tagsulat

  Quantumrun Foresight
• Pebrero 14, 2023

Katingbanan sa panabut

Ang quantum computing nagrepresentar sa usa ka paradigm shift sa pagproseso sa kompyuter. Kini nga mga sistema adunay potensyal sa pagsulbad sa komplikadong mga kalkulasyon sulod sa pipila ka minuto nga mokabat ug mga tuig sa klasikal nga mga kompyuter, usahay mga siglo, aron matuman. Bisan pa, ang una nga lakang sa paghimo sa tibuuk nga potensyal sa mga teknolohiya sa quantum mao ang pagsiguro nga mahimo nila nga ayohon ang ilang mga output.

Pag-ayo sa kaugalingon nga konteksto sa quantum computing

Kaniadtong 2019, ang Google Sycamore chip, nga adunay 54 ka qubit, nakahimo sa pagkalkula sa 200 segundos nga kasagaran molungtad og 10,000 ka tuig aron mahuman ang usa ka klasikal nga kompyuter. Kini nga kalampusan mao ang hinungdan sa pagkalabaw sa quantum sa Google, nga nakadawat sa tibuok kalibutan nga pag-ila isip usa ka dakong kalampusan sa quantum computing. Pagkahuman, nakamugna kini og dugang nga panukiduki ug pag-uswag sulod sa natad.

Sa 2021, ang Sycamore mihimo og laing lakang sa unahan pinaagi sa pagpakita nga kini makaayo sa mga sayop sa pagkalkula. Bisan pa, ang proseso mismo nagpaila sa bag-ong mga sayup pagkahuman. Ang kasagarang problema sa quantum computing mao nga kulang pa ang ilang mga kalkulasyon sa katukma kon itandi sa mga klasikal nga sistema. 

Ang mga kompyuter nga naggamit og mga bit (binary digits, nga mao ang pinakagamay nga yunit sa datos sa kompyuter) nga adunay duha ka posibleng estado (0 ug 1) sa pagtipig sa datos adunay himan sa pagtul-id sa sayop isip usa ka sumbanan nga bahin. Kung ang gamay mahimong 0 imbes nga 1 o vice versa, kini nga matang sa sayup mahimong madakpan ug matul-id.

Ang hagit sa quantum computing mas komplikado tungod kay ang matag quantum bit, o qubit, dungan nga anaa sa estado nga 0 ug 1. Kon imong sulayan ang pagsukod sa ilang bili, ang datos mawala. Ang dugay na nga potensyal nga solusyon mao ang paggrupo sa daghang pisikal nga mga qubit sa usa ka "lohikal nga qubit" (mga qubit nga kontrolado sa mga algorithm sa quantum). Bisan kung ang mga lohikal nga qubit naglungtad na kaniadto, wala kini gigamit alang sa pagtul-id sa sayup.

Makasamok nga epekto

Daghang mga institusyon sa panukiduki ug mga lab sa AI ang nagtuon kung giunsa paghimo ang mga lohikal nga qubit nga mahimong matul-id sa kaugalingon. Pananglitan, ang Duke University nga nakabase sa US ug ang Joint Quantum Institute nagmugna og usa ka lohikal nga qubit nga naglihok isip usa ka yunit sa 2021. Pinaagi sa pagbase niini sa usa ka quantum error correction code, ang mga sayup mahimong mas dali nga mahibal-an ug matul-id. Dugang pa, gihimo sa team ang qubit fault-tolerant nga adunay bisan unsang negatibo nga epekto gikan sa giingon nga mga sayup. Kini nga resulta mao ang unang higayon nga ang usa ka lohikal nga qubit gipakita nga mas kasaligan kay sa bisan unsa nga gikinahanglan nga lakang sa paghimo niini.

Gamit ang sistema sa ion-trap sa University of Maryland, ang team nakahimo sa pagpabugnaw hangtod sa 32 ka indibidwal nga mga atomo nga adunay mga laser sa wala pa kini gisuspinde sa mga electrodes sa usa ka chip. Pinaagi sa pagmaniobra sa matag atomo gamit ang mga laser, nagamit nila kini ingong qubit. Gipakita sa mga tigdukiduki nga ang mga bag-ong disenyo mahimo’g usa ka adlaw nga libre nga quantum computing gikan sa karon nga kahimtang sa mga sayup. Ang fault-tolerant nga lohikal nga mga qubit mahimong molihok sa palibot sa mga sayup sa mga kontemporaryo nga qubit ug mahimo’g ang backbone sa kasaligan nga mga kompyuter sa quantum alang sa mga aplikasyon sa tinuud nga kalibutan.

Kung wala ang pagkorihir sa kaugalingon o pag-ayo sa kaugalingon nga mga quantum computer, imposible ang paghimo sa mga sistema sa artificial intelligence (AI) nga tukma, transparent, ug etikal. Kini nga mga algorithm nanginahanglan daghang data ug gahum sa pag-compute aron matuman ang ilang potensyal, lakip ang paghimo sa mga awtonomous nga awto nga luwas ug digital nga kambal nga makasuporta sa mga aparato sa Internet of Things (IoT).

Mga implikasyon sa pag-ayo sa kaugalingon nga quantum computing

Ang mas lapad nga mga implikasyon sa pagpamuhunan sa pag-ayo sa kaugalingon nga quantum computing mahimong maglakip sa: 

• Pagpalambo sa mga sistema sa quantum nga makaproseso sa mas taas nga mga volume sa datos samtang nakakuha sa mga sayup sa tinuud nga oras.
• Ang mga tigdukiduki nagpalambo sa mga autonomous nga sistema sa quantum nga dili lamang makaayo sa kaugalingon apan pagsulay sa kaugalingon.
• Dugang nga pondo sa quantum research ug microchip development aron makamugna og mga kompyuter nga makaproseso sa binilyon nga impormasyon apan nagkinahanglan og gamay nga enerhiya.
• Quantum nga mga kompyuter nga kasaligan nga makasuporta sa mas komplikado nga mga proseso, lakip ang mga network sa trapiko ug hingpit nga awtomatiko nga mga pabrika.
• Ang bug-os nga industriyal nga aplikasyon sa quantum computing sa tanang sektor. Kini nga senaryo mahimong posible lamang kung ang mga kompanya mobati nga adunay igo nga pagsalig sa katukma sa mga output sa quantum computing aron paggiya sa paghimog desisyon o pag-operate sa mga sistema nga adunay taas nga kantidad.

Mga pangutana nga hunahunaon

• Unsa ang ubang mga potensyal nga benepisyo sa stable nga quantum computer?
• Sa unsang paagi nga ang maong mga teknolohiya makaapekto sa imong trabaho sa umaabot?