Som många av er vet, hösten 2019 började Google och IBM leda till en verklig konfrontation mellan sig: när representanter för Google förklarade sin "kvantöverlägsenhet" på grund av ett framgångsrikt slutförande av kvantberäkningen, tog IBM oväntat stafettpinnen och visade förmågan hos deras nya superdator att göra beräkningar nästan med samma hastighet och mycket mer precision än Googles kvantdator. Detta var inte första gången någon ifrågasatte kvantberäkning. Förra året föreslog Michel Dyakonov, en teoretisk fysiker vid universitetet i Montpellier i Frankrike, många teoretiska skäl till att praktiska kvantesuperdatorer aldrig kommer att byggas. Så hur vet du vem som har rätt och vem som har fel?
Varför är skapandet av superdatorer i fara?
Kvantdatorn är en oerhört användbar uppfinning i skapandet av framtidens artificiella intelligens, nya metoder för kryptografi och till och med nya typer av batterier. Trots all mångsidighet i dess tillämpning kanske enheten aldrig fungerar i full kraft. Till så små uppmuntrande slutsatser kom den franska forskaren Michel Dyakonov, som under många år arbetat med implementeringen av kvantberäkning. Forskaren tror att på grund av oundvikligheten av slumpmässiga fel i enhetshårdvara är det osannolikt att verkliga användbara kvantdatorer någonsin kommer att byggas.
För att förstå varför skapandet av nya generationens superdatorer kan vara i fara måste vi först förstå principerna för denna datoranordning. Enligt en artikel publicerad på theconversation.com fungerar moderna datorer enligt principen om binär kod vid lagring av data, medan redan skapade kvanteenheter använder ett system med kvantbitar eller qubits.
Qubits har speciella egenskaper: de kan existera i superposition, vara både noll och en, samtidigt som de är förvirrad med varandra även om de ligger på ett betydande avstånd från varandra. Sådant ovanligt beteende är inte förknippat med den klassiska fysikens värld, eftersom superpositionen försvinner omedelbart när experimentet interagerar med kvanttillståndet.
Tack vare superpositionen kan en kvantdator med 100 qubit samtidigt representera 2 100 lösningar. För vissa uppgifter kan denna exponentiella parallellitet användas för att skapa en enorm fördel i beräkningshastigheten. Det finns emellertid ett annat, smalare tillvägagångssätt för kvantberäkning, där qubits används för att påskynda optimeringsproblem. Till exempel har Kanada-baserade D-Wave Systems byggt optimeringssystem som använder qubits för just detta ändamål, även om vissa kritiker hävdar att de resulterande systemen inte fungerar bättre än klassiska datorer.
Kvantdatorer från D-Wave Systems.
Kampanjvideo:
Trots detta investerar företag och länder enorma summor pengar i kvantberäkning. Det är känt att Kina har byggt ett nytt kvantforskningscenter värt 10 miljarder dollar och Europeiska unionen har utvecklat en masterplan för kvantforskning till en miljard euro eller 1,1 miljarder dollar. USA: s nya nationella kvantinitiativslag ger 1,2 miljarder dollar i utveckling av kvantinformation under en femårsperiod.
Förmågan att knäcka krypteringsalgoritmer är en kraftfull motiverande faktor för många länder runt om i världen. Således kunde kunskap om fiendens krypteringssystem ge en enorm fördel i intelligens, och samtidigt bidra till ny grundläggande forskning inom fysikområdet, eftersom moderna experimentella system endast har mindre än 100 qubits till sitt förfogande. För att uppnå användbar beräkningsprestanda i en superdator behöver vi förmodligen maskiner med hundratusentals qubits. För att enheterna ska fungera korrekt måste de fixa alla små slumpmässiga fel i programvaran. I en kvantdator uppstår sådana fel på grund av ofullkomliga kretselement och interaktionen av qubits med deras miljö. Av dessa skäl kan qubits förlora sammanhängande på bokstavligen en split sekund,vilket kan leda till felaktiga resultat från datorn.
Med andra ord, även om kvantesuperdatorer har rätt att existera, kan riktigheten i deras beräkningar komma ifråga. Och vad tror du, kommer en person en dag att kunna underkasta kvantteknologier?
Författare: Daria Eletskaya
