Nagu paljud teist teavad, hakkasid Google ja IBM 2019. aasta sügisel pidama omavahelist tõelist vastasseisu: kui Google'i esindajad kuulutasid kvantarvutuste eduka lõpuleviimise tõttu oma "kvantülemuse" üles, võttis IBM ootamatult teatepulga üles, näidates, et nende uus superarvuti suudab peaaegu arvutusi teha. sama kiiruse ja palju suurema täpsusega kui Google'i kvantarvuti. See polnud esimene kord, kui keegi kahtles kvantarvutuses. Eelmisel aastal pakkus Prantsusmaal Montpellieri ülikooli teoreetiline füüsik Michel Dyakonov välja palju teoreetilisi põhjuseid, miks praktilisi kvant-superarvuteid kunagi ei ehitata. Niisiis, kuidas sa tead, kellel on õigus ja kellel on vale?
Miks on superarvutite loomine ohus?
Kvantarvuti on äärmiselt kasulik leiutis tulevase tehisintellekti, uute krüptograafia meetodite ja isegi uut tüüpi patareide loomisel. Vaatamata selle rakenduse mitmekülgsusele ei pruugi seade kunagi täies jõus töötada. Selliste väikeste julgustavate järelduste juurde jõudis prantsuse teadlane Michel Dyakonov, kes töötas aastaid kvantarvutuse juurutamisel. Teadlane usub, et juhuslike vigade vältimatuse tõttu seadme riistvaras tõenäoliselt tõeliselt kasulikke kvantarvuteid kunagi ei ehitata.
Et mõista, miks uue põlvkonna superarvutite loomine võib ohtu sattuda, peame kõigepealt mõistma selle arvutusseadme tööpõhimõtteid. Veebisaidil theconversation.com avaldatud artikli kohaselt töötavad kaasaegsed arvutid andmete salvestamisel kahendkoodi põhimõttel, samal ajal kui juba loodud kvantseadmed kasutavad kvantbittide või -bittide süsteemi.
Kubiitidel on erilised omadused: nad võivad eksisteerida superpositsioonil, olles nii null kui üks, olles samal ajal üksteisega sassis, isegi kui nad asuvad üksteisest märkimisväärsel kaugusel. Sellist ebaharilikku käitumist ei seostata klassikalise füüsika maailmaga, kuna eksperimentaatori kvant olekuga suheldes kaob superpositsioon koheselt.
Tänu superpositsioonile võib 100 vutiosaga kvantarvuti kujutada samaaegselt 2100 lahendust. Mõne ülesande puhul saab seda eksponentsiaalset paralleelsust kasutada arvutuskiiruse tohutu eelise loomiseks. Ent kvantarvutuses on ka teine, kitsam lähenemisviis, kus optimeerimisprobleemide kiirendamiseks kasutatakse kvitteid. Näiteks Kanadas asuvad D-Wave Systems on ehitanud optimeerimissüsteemid, mis kasutavad just selleks otstarbeks mõeldud juppe, ehkki mõned kriitikud väidavad, et saadud süsteemid ei tööta paremini kui klassikalised arvutid.
D-Wave Systems'i kvantarvutid.
Reklaamvideo:
Vaatamata sellele investeerivad ettevõtted ja riigid kvantarvutitesse tohutuid summasid. On teada, et Hiina on ehitanud uue 10 miljardi USA dollari väärtuses kvantiuuringute keskuse ja Euroopa Liit on välja töötanud kvantusuuringute üldplaani väärtuses 1 miljard eurot ehk 1,1 miljardit dollarit. USA uus riiklik kvantalgatuse seadus näeb ette kvantteabe arendamiseks viie aasta jooksul 1,2 miljardit dollarit.
Krüpteerimisalgoritmide lõhenemise võimalus on võimas motiveeriv tegur paljudes maailma riikides. Seega võiksid teadmised vaenlase krüptimissüsteemidest anda luuretegevuses tohutu eelise, edendades samal ajal uusi füüsikalisi alusuuringuid, kuna tänapäevaste katsesüsteemide käsutuses on vaid alla 100 vuttivõtte. Superarvuti kasuliku arvutusjõudluse saavutamiseks vajame tõenäoliselt masinaid, millel on sadu tuhandeid voolabid. Seadmete korrektseks tööks peavad nad parandama kõik tarkvara väikesed juhuslikud vead. Kvantarvutis tekivad sellised vead ebatäiuslike vooluahela elementide ja vuttide koostoime tõttu nende keskkonnaga. Nendel põhjustel võivad vestlused kaotada sidususe sekundi murdosa jooksul,mis võib põhjustada arvutist ekslikke tulemusi.
Teisisõnu, kuigi kvant-superarvutitel on õigus eksisteerida, võib nende arvutuste õigsus olla suur küsimus. Ja mis te arvate, kas inimene suudab ühel päeval kvanttehnoloogiaid allutada?
Autor: Daria Eletskaya
