Quantumrun

KASHIN HOTO: Quantumrun

Yadda kwamfutoci na Quantum zasu canza duniya: Future of Computers P7

David Tal, Mawallafi, Futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Litinin, 09/14/2020 - 05:14

Akwai surutu da yawa da ke yawo a cikin masana'antar kwamfuta ta gabaɗaya, tallan ya ta'allaka ne akan takamaiman fasaha guda ɗaya wacce ke da yuwuwar canza komai: kwamfutoci masu yawa. Kasancewar sunan kamfani namu, za mu yarda da nuna son kai a cikin sha'awarmu game da wannan fasaha, kuma a tsawon wannan babi na ƙarshe na shirinmu na Future of Computers, muna fatan za mu raba tare da ku dalilin da ya sa hakan ya kasance.

A matakin asali, kwamfuta ta ƙididdigewa tana ba da dama don sarrafa bayanai ta wata hanya ta asali. A haƙiƙa, da zarar wannan fasaha ta balaga, waɗannan kwamfutoci ba kawai za su magance matsalolin lissafi cikin sauri fiye da kowace kwamfuta a halin yanzu ba, har ma da kowace kwamfuta da aka yi hasashen za ta wanzu cikin ƴan shekaru masu zuwa (a zaton cewa dokar Moore ta tabbata). A zahiri, kama da tattaunawar mu a kusa supercomputers a cikin babin mu na ƙarshe, Kwamfutoci masu yawa a nan gaba za su ba ɗan adam damar magance manyan tambayoyi waɗanda za su iya taimaka mana samun zurfin fahimtar duniyar da ke kewaye da mu.

Menene kwamfutoci masu yawa?

A gefe guda, yaya kwamfutoci masu yawa suka bambanta da kwamfutoci na yau da kullun? Kuma yaya suke aiki?

Ga masu koyo na gani, muna ba da shawarar kallon wannan nishaɗi, ɗan gajeren bidiyo daga ƙungiyar Kurzgesagt YouTube game da wannan batu:

A halin yanzu, ga masu karatunmu, za mu yi iya ƙoƙarinmu don bayyana kwamfutoci masu ƙima ba tare da buƙatar digiri na kimiyyar lissafi ba.

Don farawa, muna buƙatar tuna cewa ainihin sashin sarrafa kwamfutoci kaɗan ne. Waɗannan ragi na iya samun ɗayan ƙima biyu: 1 ko 0, a kunne ko kashe, i ko a'a. Idan kun haɗu da isassun waɗannan raƙuman ruwa tare, zaku iya wakiltar lambobi na kowane girman kuma kuyi kowane nau'in lissafin akan su, bayan ɗayan. Mafi girma ko mafi ƙarfi guntu na kwamfuta, girman lambobin da za ku iya ƙirƙira da amfani da lissafi, kuma da sauri za ku iya motsawa daga wannan lissafi zuwa wani.

Kwamfutocin Quantum sun bambanta ta hanyoyi biyu masu mahimmanci.

Na farko, ita ce fa'idar "tabbatarwa." Yayin da kwamfutoci na gargajiya suna aiki da bits, kwamfutocin ƙididdiga suna aiki da qubits. Babban tasirin qubits yana ba da damar shi ne cewa maimakon a takurawa ɗaya daga cikin ƙima biyu masu yuwuwa (1 ko 0), qubit na iya kasancewa azaman cakuda duka biyun. Wannan fasalin yana ba da damar kwamfutoci masu yawa suyi aiki da inganci (sauri) fiye da kwamfutocin gargajiya.

Na biyu, shine fa'idar "haɗuwa." Wannan al'amari wani yanayi ne na musamman na quantum physics wanda ke daure kaddarar adadin kwayoyin halitta daban-daban, ta yadda abin da ya faru da daya zai shafi sauran. Idan aka yi amfani da kwamfutoci masu yawa, wannan yana nufin za su iya sarrafa duk qubits ɗinsu a lokaci ɗaya—wato, maimakon yin lissafin ƙididdiga ɗaya bayan ɗaya, kwamfutar ƙididdiga za ta iya yin su duka a lokaci guda.

tseren don gina kwamfutar ƙididdiga ta farko

Wannan batu dan kadan ne na rashin fahimta. Manyan kamfanoni kamar Microsoft, IBM da Google sun riga sun ƙirƙiri kwamfutoci na gwaji na farko, amma waɗannan samfuran farko suna da ƙasa da dozin biyu a kowace guntu. Kuma yayin da waɗannan ƙoƙarce-ƙoƙarcen farko babban mataki ne na farko, kamfanonin fasaha da sassan bincike na gwamnati za su buƙaci gina na'urar kwamfuta mai ƙididdigewa wacce ke nuna aƙalla 49 zuwa 50 qubits don haɓakar haɓakar haɓakar haɓakar haƙiƙanin yanayin duniya.

Don wannan, akwai hanyoyi da yawa da ake gwadawa da su don cimma wannan ci gaba na qubit 50, amma biyu sun tsaya sama da duk masu zuwa.

A wani sansani, Google da IBM suna da nufin haɓaka kwamfuta mai ƙididdigewa ta hanyar wakiltar qubits a matsayin igiyoyin ruwa da ke gudana ta manyan wayoyi waɗanda aka sanyaya su zuwa -273.15 digiri Celsius, ko cikakkiyar sifili. Kasancewa ko rashi na halin yanzu yana nufin 1 ko 0. Amfanin wannan hanyar ita ce cewa waɗannan manyan wayoyi ko da'irori za a iya gina su daga silicon, kamfanonin semiconductor na kayan aiki suna da ƙwarewar shekaru da yawa na aiki tare.

Hanya ta biyu, wadda Microsoft ke jagoranta, ta ƙunshi ions da aka kama da su a wuri a cikin ɗakin da ba za a iya amfani da su ba kuma ana sarrafa su ta hanyar laser. Cajin oscillating yana aiki azaman qubits, waɗanda ake amfani da su don aiwatar da ayyukan kwamfutoci masu ƙima.

Yadda za mu yi amfani da kwamfutoci masu yawa

To, ajiye ka'idar a gefe, bari mu mai da hankali kan ainihin aikace-aikacen duniya waɗanda waɗannan kwamfutocin ƙididdiga za su yi kan duniya da yadda kamfanoni da mutane ke hulɗa da ita.

Matsalolin dabaru da ingantawa. Daga cikin mafi saurin amfani da fa'ida don kwamfutocin ƙididdiga za su kasance ingantawa. Don aikace-aikacen raba abubuwan hawa, kamar Uber, menene hanya mafi sauri don ɗauka da sauke yawancin abokan ciniki gwargwadon yiwu? Ga ’yan kasuwan e-commerce, kamar Amazon, mene ne hanya mafi inganci don isar da biliyoyin fakiti a lokacin gaggawar siyan kyautar biki?

Waɗannan tambayoyi masu sauƙi sun haɗa da adadin daruruwa zuwa dubbai masu canji a lokaci ɗaya, abin da manyan kwamfutoci na zamani ba za su iya ɗauka ba; don haka a maimakon haka, suna ƙididdige ƙaramin kaso na waɗannan masu canji don taimaka wa waɗannan kamfanoni sarrafa buƙatun su ta hanyar da ba ta da kyau. Amma tare da kwamfuta mai ƙididdigewa, za ta yanki ta cikin tsaunin tsaunuka ba tare da fasa gumi ba.

Yanayi da yanayi yin tallan kayan kawa. Hakazalika da abin da ke sama, dalilin da ya sa tashar yanayi a wasu lokuta ke samun kuskure shi ne saboda akwai abubuwa da yawa na muhalli don manyan kwamfutoci su sarrafa (waɗanda kuma wani lokacin rashin tattara bayanan yanayi). Amma tare da kwamfuta mai ƙididdigewa, masana kimiyyar yanayi ba za su iya yin hasashen yanayin yanayi na kusa ba kawai, amma kuma za su iya ƙirƙirar ingantaccen kimanta yanayi na dogon lokaci don hasashen illolin canjin yanayi.

Keɓaɓɓen magani. Yanke DNA ɗinku da keɓaɓɓen microbiome ɗinku yana da mahimmanci ga likitocin nan gaba su rubuta magungunan da suka dace da jikin ku. Yayin da manyan kwamfutoci na gargajiya sun yi yunƙuri wajen zayyana farashin DNA yadda ya kamata, microbiome ya fi karfin su—amma ba haka ba ga kwamfutocin ƙididdiga na gaba.

Hakanan kwamfutocin kwamfutoci za su baiwa Big Pharma damar yin hasashen yadda kwayoyin halitta daban-daban ke amsawa da magungunansu, ta yadda za su hanzarta haɓakar magunguna da rage farashin.

Binciken sararin samaniya. Na'urorin hangen nesa na yau (da gobe) suna tattara bayanai masu yawa na hotunan taurari a kowace rana waɗanda ke bin diddigin motsi na tiriliyan na taurari, taurari, taurari, da taurari. Abin baƙin ciki, wannan ya yi yawa da yawa don manyan kwamfutoci na yau don tantancewa don yin bincike mai ma'ana akai-akai. Amma tare da balagaggen kwamfutoci hade da na'ura-koyo, duk wadannan bayanai za a iya karshe za a iya sarrafa yadda ya kamata, bude kofa ga gano daruruwan zuwa dubban sababbin taurari a kullum a farkon 2030s.

Ilmi na asali. Hakazalika da abubuwan da ke sama, ƙarfin sarrafa kayan aikin waɗannan kwamfutoci masu ƙima zai ba masana kimiyya da injiniyoyi damar ƙirƙira sabbin sinadarai da kayan aiki, da injunan injunan aiki da kuma ba shakka, kayan wasan Kirsimeti masu sanyaya.

Kayan aikin injiniya. Amfani da kwamfutoci na al'ada, algorithms na koyon inji suna buƙatar ɗimbin ƙididdiga da lakabi da misalai (manyan bayanai) don koyan sabbin ƙwarewa. Tare da ƙididdigar ƙididdiga, software na koyo na inji na iya fara ƙarin koyo kamar mutane, ta yadda za su iya ɗaukar sabbin ƙwarewa ta amfani da ƙarancin bayanai, bayanai mara kyau, galibi tare da ƴan umarni.

Wannan aikace-aikacen kuma wani batu ne na jin daɗi a tsakanin masu bincike a cikin ilimin wucin gadi (AI), saboda wannan ingantacciyar ƙarfin ilmantarwa na iya haɓaka ci gaba a cikin binciken AI na shekaru da yawa. Karin bayani kan wannan a cikin jerin abubuwanmu na Fasaha na Fasaha na gaba.

boye-boye. Abin baƙin ciki, wannan shine aikace-aikacen da ke da yawancin masu bincike da hukumomin leken asiri. Duk ayyukan ɓoyewa na yanzu sun dogara ne akan ƙirƙirar kalmomin shiga waɗanda zasu ɗauki na'urar zamani ta zamani dubban shekaru don fasa; Kwamfutoci na ƙididdigewa za su iya zazzage waɗannan maɓallan ɓoye cikin ƙasa da sa'a guda.

Banki, sadarwa, sabis na tsaro na ƙasa, intanit kanta ya dogara da ingantaccen ɓoyewa don aiki. (Oh, kuma ku manta game da bitcoin kuma, idan aka ba da ainihin dogara ga ɓoyewa.) Idan waɗannan kwamfutocin ƙididdiga suna aiki kamar yadda aka yi talla, duk waɗannan masana'antu za su kasance cikin haɗari, mafi munin haɗari ga duk tattalin arzikin duniya har sai mun gina ɓoye bayanan ƙididdiga don kiyayewa. taki.

Fassarar harshe na ainihi. Don kawo ƙarshen wannan babi da wannan silsilar akan bayanin kula mai ƙarancin damuwa, kwamfutocin ƙididdiga kuma za su taimaka kusan cikakke, fassarar yare na ainihin lokaci tsakanin kowane yaruka biyu, ko dai ta Skype chat ko ta amfani da sawa mai jiwuwa ko sanyawa a cikin kunnen ku. .

A cikin shekaru 20, harshe ba zai ƙara zama shinge ga kasuwanci da hulɗar yau da kullum ba. Misali, mutumin da ke jin Ingilishi kawai zai iya samun ƙarfin gwiwa ya shiga hulɗar kasuwanci tare da abokan haɗin gwiwa a cikin ƙasashen waje inda samfuran Ingilishi ba za su iya shiga ba, kuma lokacin ziyartar ƙasashen waje, wannan mutumin yana iya ma faɗa cikin soyayya da wani wanda ya kawai yana faruwa da magana Cantonese.