Квантын компьютер дэлхийг хэрхэн өөрчлөх вэ: Компьютерийн ирээдүй P7

Компьютерийн ерөнхий үйлдвэрлэлийн эргэн тойронд маш их шуугиан дэгдээж, бүх зүйлийг өөрчлөх боломжтой нэг тодорхой технологид төвлөрсөн шуугиан дэгдээж байна: квант компьютер. Манай компаний нэрийн өмнөөс бид энэ технологийн талаар хэт нэг талыг барьж байгаагаа хүлээн зөвшөөрөх бөгөөд "Компьютерийн ирээдүй" цувралынхаа сүүлчийн бүлгийн туршид яагаад ийм болсон талаар та бүхэнтэй хуваалцах болно гэж найдаж байна.

Үндсэн түвшинд квант компьютер нь мэдээллийг үндсээр нь өөр аргаар удирдах боломжийг олгодог. Үнэн хэрэгтээ, энэ технологи боловсорч гүйцсэний дараа эдгээр компьютерууд нь одоо байгаа бүх компьютерээс илүү хурдан математикийн асуудлыг шийдээд зогсохгүй, ойрын хэдэн арван жилд бий болно гэж таамаглаж буй аливаа компьютерийг (Мурын хууль үнэн гэж үзвэл). Үнэн хэрэгтээ, бидний эргэн тойрон дахь хэлэлцүүлэгтэй төстэй Манай сүүлийн бүлэгт супер компьютеруудИрээдүйн квант компьютерууд нь бидний эргэн тойрон дахь ертөнцийн талаар илүү гүнзгий ойлголттой болоход хүн төрөлхтөнд илүү том асуултуудыг шийдвэрлэх боломжийг олгоно.

Квантын компьютер гэж юу вэ?

Хэлхээ больё, квант компьютерууд стандарт компьютерээс юугаараа ялгаатай вэ? Мөн тэд хэрхэн ажилладаг вэ?

Харааны талаар суралцагчдад зориулж Курзгесагт YouTube-ийн багийн энэхүү хөгжилтэй богино видеог үзэхийг зөвлөж байна.

Үүний зэрэгцээ, уншигчиддаа зориулж бид физикийн зэрэг шаардлагагүйгээр квант компьютеруудыг тайлбарлахын тулд чадах бүхнээ хийх болно.

Эхлэхийн тулд мэдээллийн компьютерийн процессын үндсэн нэгж нь бага зэрэг гэдгийг санах хэрэгтэй. Эдгээр битүүд нь 1 эсвэл 0, асаалттай эсвэл унтраах, тийм эсвэл үгүй ​​гэсэн хоёр утгын аль нэгтэй байж болно. Хэрэв та эдгээр битүүдийг хангалттай хэмжээгээр нийлүүлбэл ямар ч хэмжээтэй тоонуудыг төлөөлж, тэдгээр дээр ар араас нь бүх төрлийн тооцоог хийж болно. Компьютерийн чип хэдий чинээ том эсвэл илүү хүчтэй байна төдий чинээ том тоо үүсгэж, тооцоолол хийж, нэг тооцооноос нөгөөд хурдан шилжих боломжтой болно.

Квантын компьютерууд нь хоёр чухал зүйлээр ялгаатай.

Нэгдүгээрт, "суперпозиция" -ын давуу тал. Уламжлалт компьютерууд битээр ажилладаг бол квант компьютерууд кубитээр ажилладаг. Кубитийг идэвхжүүлдэг суперпозиция нөлөө нь хоёр боломжит утгын аль нэгэнд (1 эсвэл 0) хязгаарлагдахын оронд кубит нь хоёулангийнх нь холимог хэлбэрээр оршин тогтнох боломжтой юм. Энэ функц нь квант компьютерийг уламжлалт компьютерээс илүү үр ашигтай (хурдан) ажиллуулах боломжийг олгодог.

Хоёрдугаарт, "оролцох" давуу тал юм. Энэ үзэгдэл нь өөр өөр бөөмсийн хувь заяаг холбосон квант физикийн өвөрмөц зан үйл бөгөөд нэгд нь тохиолдсон зүйл бусаддаа нөлөөлнө. Энэ нь квант компьютерт хэрэглэхэд тэд бүх кубитуудаа нэгэн зэрэг удирдах боломжтой гэсэн үг юм. Өөрөөр хэлбэл, квант компьютер дараалсан тооцоолол хийхийн оронд бүгдийг нэгэн зэрэг хийж чадна гэсэн үг.

Анхны квант компьютер бүтээх уралдаан

Энэ гарчиг нь зарим талаараа буруу нэрлэсэн байна. Майкрософт, IBM, Google зэрэг тэргүүлэгч компаниуд анхны туршилтын квант компьютерийг аль хэдийн бүтээчихсэн байгаа ч эдгээр анхны загварууд нь нэг чип тутамд хорь гаруй кубит багтаамжтай байдаг. Хэдийгээр эдгээр эхний хүчин чармайлт нь анхны гайхалтай алхам боловч технологийн компаниуд болон засгийн газрын судалгааны хэлтэсүүд онолын бодит боломжоо хангахын тулд дор хаяж 49-50 кубит багтаамжтай квант компьютер бүтээх шаардлагатай болно.

Энэ зорилгын үүднээс энэхүү 50 кубийн амжилтад хүрэхийн тулд хэд хэдэн аргыг туршиж байгаа боловч хоёр нь бүх оролцогчдын дээгүүр зогсож байна.

Нэг лагерьт Google болон IBM нар кубитийг -273.15 хэм буюу үнэмлэхүй тэг хүртэл хөргөсөн хэт дамжуулагч утсаар урсаж буй гүйдэл гэж дүрслэн квант компьютер бүтээхээр зорьж байна. Гүйдэл байгаа эсэх нь 1 эсвэл 0 гэсэн утгыг илэрхийлнэ. Энэхүү аргын давуу тал нь хагас дамжуулагч компаниуд олон арван жил ажилласан туршлагатай цахиураас эдгээр хэт дамжуулагч утас буюу хэлхээг хийж болдогт оршино.

Майкрософт тэргүүтэй хоёр дахь арга нь вакуум камерт баригдсан ионуудыг лазераар удирддаг. Хэлбэлзэх цэнэгүүд нь квантуудын үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд дараа нь квант компьютерын үйл ажиллагааг боловсруулахад ашигладаг.

Бид квант компьютерийг хэрхэн ашиглах вэ

За, онолыг хойш тавиад эдгээр квант компьютерууд дэлхий дээрх бодит хэрэглээний программууд болон компаниуд болон хүмүүс түүнтэй хэрхэн харьцдаг талаар анхаарлаа хандуулцгаая.

Логистик ба оновчлолын асуудал. Квантын компьютерын хамгийн ойрын бөгөөд ашигтай хэрэглээний нэг бол оновчлол байх болно. Uber гэх мэт унаа хуваалцах апп-уудын хувьд аль болох олон үйлчлүүлэгчийг хүргэж өгөх хамгийн хурдан зам юу вэ? Амазон зэрэг цахим худалдааны аваргуудын хувьд баярын бэлэг худалдан авах гэж яарах үеэр олон тэрбум багцыг хүргэх хамгийн хэмнэлттэй арга юу вэ?

Эдгээр энгийн асуултууд нь нэг дор хэдэн зуугаас хэдэн мянган хувьсагчдыг нэгтгэх тоонуудыг багтаадаг бөгөөд энэ нь орчин үеийн суперкомпьютерууд үүнийг даван туулж чаддаггүй; Тиймээс оронд нь эдгээр компаниудад ложистикийн хэрэгцээгээ оновчтой бус аргаар удирдахад нь туслахын тулд тэдгээр хувьсагчдын багахан хувийг тооцдог. Гэхдээ квант компьютерийн тусламжтайгаар энэ нь олон тооны хувьсагчдыг хөлсөө урсгалгүйгээр зүсэх болно.

Цаг агаар, цаг агаар загварчлал. Дээр дурдсантай адил цаг агаарын суваг заримдаа алдаа гаргадаг шалтгаан нь тэдний суперкомпьютер боловсруулахад хүрээлэн буй орчны хувьсагч хэт олон байдаг (энэ нь заримдаа цаг агаарын мэдээлэл цуглуулах чадвар муу) байдагтай холбоотой юм. Гэвч квант компьютерийн тусламжтайгаар цаг уурын эрдэмтэд ойрын хугацааны цаг агаарын төлөв байдлыг төгс урьдчилан таамаглахаас гадна уур амьсгалын өөрчлөлтийн үр нөлөөг урьдчилан таамаглахын тулд илүү нарийвчлалтай урт хугацааны цаг уурын үнэлгээг бий болгож чадна.

Хувийн эм. ДНХ болон таны өвөрмөц бичил биетийг тайлах нь ирээдүйн эмч нарт таны биед тохирсон эмийг зааж өгөхөд маш чухал юм. Уламжлалт суперкомпьютерууд ДНХ-ийн кодыг тайлах тал дээр өндөр амжилт гаргасан хэдий ч микробиом нь тэдний хүрч чадахгүй байгаа боловч ирээдүйн квант компьютеруудын хувьд тийм биш юм.

Квантын компьютерууд нь Big Pharma-д янз бүрийн молекулууд эмэнд хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлэхийг илүү сайн таамаглах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр эмийн хөгжлийг ихээхэн хурдасгаж, үнийг бууруулна.

Сансрын судалгаа. Өнөөдрийн (болон маргааш) сансрын дурангууд нь өдөр бүр олон триллион галактик, од, гариг, астероидын хөдөлгөөнийг бүртгэдэг асар их хэмжээний зурхайн зураглалыг цуглуулдаг. Харамсалтай нь энэ нь өнөөгийн суперкомпьютеруудад тогтмол утга учиртай нээлт хийхэд хэтэрхий их өгөгдөл юм. Гэвч төлөвшсөн квант компьютерийг машинд суралцах чадвартай хослуулснаар энэ бүх өгөгдлийг эцэст нь үр ашигтай боловсруулж, 2030-аад оны эхээр өдөр бүр хэдэн зуугаас хэдэн мянган шинэ гаригийг нээх үүд хаалгыг нээж өгөх болно.

Суурь шинжлэх ухаан. Дээрхтэй адилаар эдгээр квант компьютеруудын түүхий тооцооллын хүчин чадал нь эрдэмтэд, инженерүүдэд шинэ химийн бодис, материал, илүү сайн ажилладаг хөдөлгүүр, мэдээжийн хэрэг зул сарын гацуур тоглоомыг зохион бүтээх боломжийг олгоно.

Машины сургалт. Уламжлалт компьютеруудыг ашиглан машин сургалтын алгоритмууд шинэ ур чадвар эзэмшихийн тулд асар их хэмжээний боловсруулсан, шошготой жишээнүүд (том өгөгдөл) шаарддаг. Квантын тооцооллын тусламжтайгаар машин сургалтын программ хангамж нь хүн шиг илүү ихийг сурч эхэлдэг бөгөөд үүгээрээ тэд бага өгөгдөл, эмх замбараагүй өгөгдөл, ихэвчлэн цөөн зааварчилгаа ашиглан шинэ ур чадвар эзэмших боломжтой.

Энэхүү программ нь хиймэл оюун ухааны (AI) салбарын судлаачдын сэтгэлийг хөдөлгөдөг сэдэв бөгөөд энэхүү байгалийн сургалтын чадавхийг сайжруулснаар хиймэл оюун ухааны судалгааны ахиц дэвшлийг хэдэн арван жилээр хурдасгах боломжтой. Энэ талаар манай "Хиймэл оюун ухааны ирээдүй" цувралаас дэлгэрэнгүй үзнэ үү.

Encryption. Харамсалтай нь энэ нь ихэнх судлаачид болон тагнуулын байгууллагуудыг сандаргасан програм юм. Одоогийн бүх шифрлэлтийн үйлчилгээ нь орчин үеийн суперкомпьютерийг эвдэхэд хэдэн мянган жил шаардагдах нууц үг үүсгэхээс хамаардаг; квант компьютерууд онолын хувьд эдгээр шифрлэлтийн түлхүүрүүдийг нэг цагийн дотор задалж чадна.

Банк, харилцаа холбоо, үндэсний аюулгүй байдлын үйлчилгээ, интернет өөрөө найдвартай шифрлэлтээс шалтгаалдаг. (Өө, мөн биткойны тухай мартаж, биткойн нь шифрлэлтээс хамааралтай байдаг.) ​​Хэрэв эдгээр квант компьютерууд сурталчилсан ёсоор ажиллавал эдгээр бүх салбар эрсдэлд орж, бид квант шифрлэлт хийх хүртэл дэлхийн эдийн засагт аюул учруулах болно. хурд.

Бодит цагийн хэлний орчуулга. Энэ бүлгийг болон энэ цувралыг стресс багатай дуусгахын тулд квант компьютерууд нь Skype чатаар эсвэл таны чихэнд зүүж болох аудио эсвэл суулгац ашиглан аль ч хоёр хэл хооронд бараг төгс, бодит цагийн хэлний орчуулгыг идэвхжүүлнэ. .

20 жилийн дараа хэл яриа нь ажил хэрэг, өдөр тутмын харилцаанд саад болохоо болино. Жишээлбэл, зөвхөн англи хэлээр ярьдаг хүн англи брэндүүд нэвтэрч чадахгүй байсан гадаадын улс орнуудад түншүүдтэйгээ илүү итгэлтэйгээр бизнесийн харилцаанд орж, эдгээр гадаад орнуудад зочлохдоо тэр хүн тодорхой нэг хүнд дурлаж болно. зөвхөн кантон хэлээр ярьдаг.

Компьютерийн ирээдүй цуврал

Хүн төрөлхтнийг дахин тодорхойлох шинэ хэрэглэгчийн интерфейсүүд: Компьютерийн ирээдүй P1

Програм хангамжийн хөгжлийн ирээдүй: Компьютерийн ирээдүй P2

Дижитал хадгалалтын хувьсгал: Компьютерийн ирээдүй P3

Мөхөж буй Мурын хууль нь микрочипүүдийн талаар үндсэн санаагаа дахин эргэцүүлэн бодоход түлхэц өгөх болно: Компьютерийн ирээдүй P4

Үүлэн тооцоолол нь төвлөрсөн бус болсон: Компьютерийн ирээдүй P5

Яагаад улс орнууд хамгийн том суперкомпьютер бүтээхээр өрсөлдөж байна вэ? Компьютерийн ирээдүй P6