Жарыкка негизделген квант: кванттык эсептөөлөрдүн жаркын келечеги

• Author:
• Жазуучу аты

  Quantumrun Foresight
• February 26, 2024

Кыскача түшүнүк

Жарыкка негизделген кванттык эсептөөлөрдөгү акыркы өнүгүүлөр эсептөө технологиясын өзгөртүүнү, салттуу ыкмалардан кайра иштетүү үчүн жеңил бөлүкчөлөрдү колдонууга өтүүнү сунуштайт. Бул жылыш ар кандай тармактардагы көйгөйлөрдү натыйжалуураак жана тезирээк чечүүнү жана энергияга болгон муктаждыктын азайышынан улам экологиялык пайда алуу мүмкүнчүлүгүн убада кылат. Бул жетишкендиктер ошондой эле маалыматтардын коопсуздугу, эмгек рыногунун эволюциясы жана глобалдык технологиялык атаандаштыкка байланыштуу маанилүү суроолорду жаратат.

Жарыкка негизделген кванттык контекст

Жарыкка негизделген кванттык эсептөөдө бир нече өнүгүүлөр болуп жатат. Жарыктыкка негизделген кванттык эсептөө же фотоникалык кванттык эсептөө эсептөөлөрдү жүргүзүү үчүн фотондорду (жарык бөлүкчөлөрдү) колдонот. Ал эми, салттуу эсептөө электр схемаларын жана бит колдонот. 2023-жылдын июнь айында MIT изилдөөчүлөрү коргошун галогендүү перовскит нанобөлүкчөлөрү фотондордун ырааттуу агымын чыгара аларын аныкташкан. Бул материалдар жеңилдиги жана өндүрүшүнүн жөнөкөйлүгү менен келечектеги күн панелдери үчүн келечектүү гана болбостон, өнүккөн технологиялардагы потенциалы менен да өзгөчөлөнүп турат, анткени алар оңой жасалып, айнек сыяктуу беттерге колдонулушу мүмкүн.

Андан кийин, 2023-жылдын октябрында кытай илимпоздору жарыкка негизделген жаңы кванттык компьютери Jiuzhang 3.0 менен бурулуш жасашты, ал 255 фотонду аныктоо менен жаңы дүйнөлүк рекорд койду жана мурунку Jiuzhang 2.0дун 113 фотонунан алда канча ашып түштү. Бул прогресс Jiuzhang 3.0ге Jiuzhang 2.0 караганда миллион эсе тезирээк Gaussian бозон үлгүлөрүн алуу маселелерин чечүүдө, кванттык эсептөөдө колдонулган татаал математикалык моделге мүмкүндүк берет. Белгилей кетчү нерсе, Jiuzhang 3.0 эң татаал Гаусс бозонунун үлгүлөрүн бир микросекундда иштете алат, бул милдетти дүйнөдөгү эң ылдам суперкомпьютер Frontier 20 миллиард жылдан ашык убакытты талап кылат. 

Акыры, 2024-жылдын январында жапон окумуштуулары азыркы жарыкка негизделген кванттык машиналар талап кылган өтө төмөн температуралардын зарылдыгын жоюуда олуттуу жетишкендиктерди жарыялашты. Алардын ачылышы 2030-жылга чейин кубаттуу кванттык компьютерди куруу үчүн маалымат берүү үчүн жогорку өндүрүмдүүлүктөгү "кысылган жарык" булагын камтыйт. Бул өнүгүү супер өткөргүчтүү жана кремнийге негизделген кванттык компьютерлер сыяктуу башка методдорго караганда масштабдуулугу жана кубаттуулуктун натыйжалуулугу боюнча артыкчылыктарды сунуш кылат.

Бузуучу таасир

Жарыкка негизделген кванттык эсептөөлөрдөгү жетишкендиктер эсептөөнүн натыйжалуулугун жана ылдамдыгын бир топ жакшыртат деп күтүлүүдө. Бул технологиянын бөлмө температурасында иштөө мүмкүнчүлүгү татаал муздатуу системаларына болгон муктаждыкты азайтып, аны экологиялык жактан таза жана үнөмдүү кылат. Натыйжалуулуктун жогорулашы жана операциялык чыгымдардын төмөндөшү ар кандай секторлордо кванттык эсептөө технологияларын кеңири жайылтууга түрткү берип, жасалма интеллект, материал таануу жана криптография боюнча изилдөөлөрдү жана иштеп чыгууларды тездетет.

Жарыкка негизделген кванттык эсептөөлөрдүн өнүгүшү өнүккөн эсептөө ресурстарына тезирээк жана жеткиликтүү жетүүгө алып келиши мүмкүн. Бул өзгөрүү маалыматтарды коргоо үчүн татаал шифрлөө ыкмалары аркылуу жеке коопсуздуктун жогорулашына алып келиши мүмкүн. Билим берүүдөгү мындай жетишкендиктер студенттерге жана изилдөөчүлөргө окуу жана ачылыштар үчүн жаңы инструменттерди бере алат. Кошумчалай кетсек, бул технология жетилген сайын кванттык эсептөөдө жана ага байланыштуу тармактарда жаңы жумуш орундарын жана карьералык жолдорду түзүшү мүмкүн.

Өкмөттөр бул окуяларды илим жана технологиядагы улуттук мүмкүнчүлүктөрдү жогорулатуу мүмкүнчүлүгү катары карашы мүмкүн. Жарык негизделген кванттык эсептөөлөргө инвестициялар өлкөнүн жогорку технологиялуу тармактарда жана изилдөөлөрдөгү атаандаштыкка жөндөмдүүлүгүн жогорулата алат. Бул технология ошондой эле өнүккөн эсептөө жөндөмдүүлүктөрүнөн келип чыккан жаңы көйгөйлөрдү чечүү үчүн, айрыкча, маалымат коопсуздугуна тиешелүү ченемдик укуктук базанын жаңыртууларын талап кылышы мүмкүн. Андан тышкары, өкмөттөр жарыкка негизделген кванттык эсептөөлөрдүн потенциалын толугу менен пайдалануу үчүн академиянын, өнөр жайдын жана изилдөө институттарынын ортосундагы өнөктөштүктү өнүктүрүүгө муктаж болушу мүмкүн.

Жарыкка негизделген кванттын кесепеттери

Жарыкка негизделген кванттын кеңири таасирлери төмөнкүлөрдү камтышы мүмкүн: 

• Изилдөө секторлорунда өркүндөтүлгөн эсептөө мүмкүнчүлүктөрү, климатты тезирээк жана так моделдөө жана ооруларды изилдөө натыйжаларына алып келет.
• Жаңы материалдарды жана дарыларды тездетүү жана иштеп чыгуу, аларды рынокко алып чыгуу убактысын жана наркын кыскартуу.
• Квантка туруктуу шифрлөө ыкмаларына суроо-талаптын өсүшү, киберкоопсуздукка инвестициялардын жана маалыматтарды коргоо технологияларындагы инновациялардын өсүшүнө алып келди.
• Билим берүү багытынын кванттык эсептөөлөргө жана ага тиешелүү тармактарга жылышы, жаңы окуу мүмкүнчүлүктөрүн жана өнүгүп келе жаткан технологияларда карьералык жолдорду түзүү.
• Өкмөттөр дүйнөлүк технологиялык лидерликте атаандаштык артыкчылыкка ээ болууну көздөп, кванттык эсептөө инфраструктурасына жана билим берүүгө инвестициялоодо.
• Геосаясий динамикадагы өзгөрүүлөр, анткени мамлекеттер кванттык эсептөө мүмкүнчүлүктөрүндө үстөмдүк үчүн күрөшүп, жаңы альянстарга жана атаандаштыкка алып келиши мүмкүн.
• Жогорку деңгээлдеги эсептөө ресурстарын демократиялаштыруу, чакан ишканаларга жана илимий мекемелерге ири ишканалар менен атаандашууга мүмкүндүк берет.
• Энергияны үнөмдөөчү жана экологиялык жактан таза эсептөө ыкмаларынын өсүшү, технология тармагында көмүртек изинин азайышына өбөлгө түзөт.
• Өнүккөн оптималдаштыруу жана болжолдуу моделдөө мүмкүнчүлүктөрүнүн эсебинен каржы жана логистика сыяктуу секторлордо бизнес моделдерин трансформациялоо.
• Жаңы жоболорду жана башкаруу структураларын талап кылган өнүккөн эсептөө жөндөмдүүлүгүнөн келип чыккан укуктук жана этикалык кыйынчылыктар.

Карала турган суроолор

• Жарыкка негизделген кванттык эсептөөлөрдү ар кандай тармактарга интеграциялоо эмгек рыногун кантип өзгөртүшү мүмкүн?
• Кандай жолдор менен кванттык эсептөөлөрдүн өнүгүшү глобалдык маалымат коопсуздугуна таасир этиши мүмкүн?