Квантовый компьютер: тест пройден, реальное использование далеко.
В классических вычислениях тепло со временем накладывает ограничения на возможное. В эпоху электронных ламп длительные вычисления не могли быть выполнены, потому что оборудование перегорало.
В середине сентября на веб-сайте НАСА появилась исследовательская статья, написанная учеными из 14 институтов и лабораторий под руководством Google AI Quantum in Mountain View. (Источник: Googleblog) Правительству больше не нужно агитировать за получение доступа к безопасным коммуникациям в социальных сетях, потому что квантовый компьютер, чей прибытие только что заявлено , сделает криптографическую безопасность избыточной.
Что заявлено и оспаривается
В середине сентября исследовательская работа, написанная учеными из 14 институтов и лабораторий под руководством Google AI Quantum in Mountain View, появилась на веб-сайте НАСА и таинственным образом исчезла, оставив научные и математические сообщества беспокойными. Их волнение не было беспочвенным, поскольку газета утверждала, что квантовое превосходство - разработка квантовой машины Sycamore, которая может решать проблемы, которые классические компьютеры не могут по практическим причинам.
В классических вычислениях тепло со временем накладывает ограничения на возможное. В эпоху электронных ламп длительные вычисления не могли быть выполнены, потому что оборудование перегорало. Современные полупроводниковые интегральные схемы также выделяют тепло, которого недостаточно, чтобы сгореть, но вполне достаточно, чтобы замедлить работу. Google утверждает, что Sycamore решила проблему примерно за 200 секунд, на что суперкомпьютеру высшего класса потребовалось бы около 10 000 лет. Результаты - в статье, которая загадочно исчезла - официально появились в Nature в среду, подтверждая утверждение о том, что порог в вычислениях, ожидаемый с тех пор, как Пол Бениофф, Ричард Фейнман и Юрий Манин открыли дискуссию в 1980-х годах, был преодолен.
Между тем исследователи из IBM оспорили открытие Sycamore, заявив, что классический компьютер отстал на 10 000 лет из-за неэффективной конфигурации. Они утверждали, что удар по шинам и чистка пробок сократит разрыв ладонью над кулаком. Вопрос остается в напряжении до тех пор, пока IBM не воспроизведет эталонный тест. Согласно научному методу, вопрос остается открытым до тех пор, пока он не опубликует свои собственные выводы.
Несколько состояний
С тех пор, как премьер-министр Канады Джастин Трюдо разъяснил квантовые вычисления Для сварливого журналиста из Института теоретической физики Периметра нечего объяснить. Достаточно сказать, что в то время как классические машины обрабатывают биты информации, представленные состояниями 0 и 1, представляющими включение и выключение, квантовые машины манипулируют кубитами или квантовыми битами. У них есть два свойства, которые могут обрабатывать данные более высокого порядка - суперпозиция и запутанность.
Хотя природа квантового и грубого миров фундаментально различается, это можно проиллюстрировать аналогией с кошкой Шредингера, несчастным животным, заключенным в ящик с чем-то потенциально смертельным, например, баллончиком с токсичным газом. В грубом мире мы предполагаем, что кошка жива до тех пор, пока не будет выпущен газ, после чего она мертва. Но на квантовом уровне явления схлопываются в одно состояние только тогда, когда они наблюдаются. В остальное время они существуют во всех возможных состояниях. Кошка видна мертвой или живой только тогда, когда наблюдатель открывает коробку. В остальное время он и мертв, и жив, в состоянии суперпозиции. Кроме того, если кошка может случайно поджечь газ, ее состояние и состояние баллона неразрывно связаны.
Это запутанность, которую Эйнштейн назвал жутким действием на расстоянии. Две запутанные субатомные частицы могут находиться на расстоянии световых лет друг от друга, но при этом быть связанными. Квантовые компьютеры используют эти два свойства для достижения скоростей и вычислительных пространств, которые могли бы победить классическую машину, путем кодирования данных в квантовые состояния и выполнения над ними квантовых операций.
Сундар Пичаи с одним из квантовых компьютеров Google в лаборатории Санта-Барбары, Калифорния, США. (Фото через Reuters) Осталось миль
Что означает появление квантовых вычислений для нас с вами? Немного. Не сразу. Потому что Sycamore выполнил только тест производительности, который не имеет реального применения, и Google не может развернуть его для достижения мирового господства на следующей неделе. Даже если она продемонстрировала квантовое превосходство, могут потребоваться годы или десятилетия, чтобы технология стала свободно доступной.
Кубиты стабильны только при криогенных температурах, и только правительства и крупные корпорации могут надеяться сохранить квантовый компьютер в своих помещениях. Остальным из нас придется полагаться на облачные вычисления и программное обеспечение как услугу. Не самая лучшая установка, если, например, вы хотите взломать Gmail.
Но поначалу правительства и корпорации будут единственными пользователями квантовых вычислений, потому что только они заинтересованы в вопросах, на которые они отвечают. Квантовый компьютер был предложен Фейнманом для моделирования квантовых систем. Теперь он найдет применение в лабораториях для моделирования систем, которые существуют в реальном мире только в экстремальных условиях, например, в Большом адронном коллайдере.
Компонент квантового компьютера Google в лаборатории Санта-Барбары, Калифорния, США. (Фото через Reuters) Лаборатории смогут выполнять самые современные работы без необходимости инвестировать в крупномасштабную инфраструктуру и, возможно, не будут сотрудничать между странами и континентами. Квантовые компьютеры также были бы полезны для задач, которые обрабатывают огромные объемы данных. Основные преимущества получат интеллектуальный анализ данных и искусственный интеллект, наряду с науками, имеющими дело с объемами данных, от астрономии до лингвистики.
Не пропустите из объясненного | Душьянт Чаутала: старше своего возраста, этот 31-летний «будда» общается со всеми
Темная сторона
Темная сторона квантовых вычислений - это разрушительный эффект, который они окажут на криптографическое шифрование, которое защищает связь и компьютеры. Шифрование зависит от очень больших простых чисел, которые служат начальными числами, из которых генерируются криптографические ключи и обмениваются сторонами разговора. Это работает, потому что шифрование и дешифрование операционально асимметрично. Компьютеру легче умножать очень большие простые числа, чем разлагать произведение на составляющие его простые числа. Эта разница сохраняет ваши сообщения в WhatsApp конфиденциальными, но если бы шансы были уравновешены экспоненциально мощными компьютерами, конфиденциальность в Интернете была бы мертва.
Технологии - не всегда решение. Часто это создает новые проблемы, и решение кроется в законе. Спустя долгое время после появления социальных сетей и искусственного интеллекта теперь возникла потребность в их регулировании. Было бы разумно разработать нормативную базу для квантовых вычислений, прежде чем они станут широко доступными. Это преобразующая технология, будущее которой невозможно предвидеть в широком спектре секторов, от анализа данных до геополитики. В этом смысле это скорее похоже на ядерную технологию, которая регулировалась глобальным режимом через 23 года после Хиросимы Договором о нераспространении ядерного оружия. Было бы полезно регулировать квантовые вычисления сейчас или, по крайней мере, определить пределы их законного использования.
ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ:
