Čekaju nas neverovatne stvari: Kvantni kompjuteri su na korak od velikog proboja

Kvantni kompjuteri, nova klasa supermoćnih računara, na korak su od nečeg bitnog: moći će uskoro da obavljaju zaista koristan posao, piše Axios.

Zašto je ovo bitno? Kvantni kompjuteri imaju potencijal da rešavaju dosad nerešive probleme, i da razbijaju neprobojnu enkrupciju, ali dovođenje ovih mašina na ivicu upotrebljivosti i pouzdanosti ostaje neverovatno veliki inžinjerski izazov.

Ali kompanije i države koje reše ovaj problem kvantnih kompjutera će preuzeti vođstvo u novoj eri računara.

Kvantni kompjuteri, mašine koje koriste svojstva čudne i teške fizike kvantnog sveta, doživeli su veliki broj značajnih napredaka u prošlim nedeljama.

U novembru, IBM je predstavio svoj Eagle kvantni procesor, koji ima 127 kubita (qubit) - kvantni ekvivalent bitovima koji pokreću klasične računare - što je prvi put da je probijena granica od 100 kubita.

Ove nedelje, Quantinuum, nova kompanija za kvantne kompjutere, koja je stvorena spajanjem softverske firme Cambridge Quantum i proizvođača hardvera Honeywell Quantum Solutions - objavila je da je stvorila prvi komercijalni proizvod na svetu koji je napravljen isključivo na kvantnom kompjuteru: moćan generator ključeva za enkripciju. 

A 8. decembra, proizvođač kvantnih kompjutera IonQ - jedna od retkih kompanija ove vrste koja je izašla na berzu, objavila je planove da koristi jone barijuma kao kubite u svojim sistemima, što će poboljšati stabilnost i pouzdanost kvantnih kompjutera ove firme, rekao je predsednik i direktor Piter Čepmen.

Globalno tržište kvantnih kompjutera trenutno je vredno 490 miliona dolara, sa godišnjim rastom od 21,9 odsto, a do 2024. godine biće vredno skoro 1 milijardu, prema rečima Boba Sorensena, glavnog analitičara za kvantne kompjutere u  Hyperion Research-u.

- Hardver je težak, i potrebno je mnogo vremena da inženjeri napreduju od fundamentalnih uređaja do korisnih uređaja. Ali ovo se dešava, i kvantni kompjuteri prelaze put od laboratorija do tehničke realnosti - kaže Vilijem Oliver, direktor Centra za kvantni inženjering na MIT-u.

Klasični kompjuteri, od najmanjih uređaja do najmoćnijih superkompjutera, računaju kroz binarnu manipulaciju biovima, koji mogu biti u jednom od jedina dva stana: pozitivno ili negativno, upaljeno ili ugašeno, 1 ili 0.

Kvantni kompjuteri koriste kvantno stanje objekta da proizvode kubite. Kompleksna matematika koja stoji iza kubita može se uključiti u specijalne algoritme kako bi se izvodile operacije praktično nemoguće za klasične kompjutere - kvalitet poznat kao kvantna prednost ili kvantna supremacija. 

Funkcionalan kvantni kompjuter bi teoretski mogao da razbije i najsigurniju kriptografiju na internetu, da reši neverovatno složene logističke izazove i izazove optimizacije, ili da simulira materiju i hemijske procese na neverovatno precizan način.

- Možemo da radimo ono što se sad radi, brže i bolje, i moći ćemo da radimo stvari koje trenutno ne mogu da se rade - kaže Pol Lipman, predsednik odseka za kvantne kompjutere u hardverskoj kompaniji ColdQuanta.

Postoji i jedna začkoljica: više kubita znači i moćnije kvantne kompjutere, i zato se proizvođači hardvera često hvale sa ukupnim brojem kubita na svojim poslednjim modelima. Ali da bi mašine radile koristan posao, oni moraju da održe te kubite u određenom kvantnom stanju koje se zove superpozicija, što je duže moguće.

Međutim, kubiti su "veoma osetljivi", kaže Džeri Čau iz IBM-a, a samo male varijacije temperature ili vibracija mogu izazvati gubljenje kvantnog stanja u procesu zvanom dekoherencija, što pretvara kubite u "dosadne i stare bitove".

Proizvođači hardvera se susreću sa izazovom stvaranja kvantnih kompjutera koji mogu imati dodatne kubite bez gubljenja koherencije, dok proizvođači softvera moraju razviti algoritme koji mogu "izvući" maksimum iz onoga šta ove mašine mogu da urade.

Rezultat ovoga je da se stanje na tržištu kvantnih kompjutera može uporediti sa "starim danima" tržišta klasičnih kompjutera, jer proizvođači hardvera istražuju u raznim pravcima - zarobljeni joni, neutralni atomi, kvantno jačanje, silikonska fotonika - svi ovi pravci mogu imati razne prednosti za različite primene. 

Oliver je uporedio trenutno stanje kvantnih kompjutera sa prvim avionom braće Rajt. "Bio je to prvi korak, kad je reč o letenju, ali nismo sledećeg dana svi potrčali i kupili avionske karte".

Međutim, čak i u ovoj razvojnoj fazi, korporacije pristupaju kvantnim kompjuterima, obično preko klauda, kako bi rešili stvarne probleme kompanija.

Proizvođači softvera za kvantne kompjutere, kao što su Zapata Computing i Multiverse Computing rade sa finansijskim kompanijama kako bi poboljšali ugovore i otkrili prevare.

- Kvatna prednost nije način na koji rešavamo problem. Način na koji koristimo kvantne kompjutere će smanjiti vaš trošak, u krajnjoj liniji - kaže Kristofer Savoj, generalni direktor i osnivač Zapate.

Poboljšanja performansi i moći računara pokreću rast u savremenoj, digitalnoj ekonomiji. Kvantni kompjuteri su još uvek u povoju, ali kako napreduju i hardver i softver, rezultati mogu biti čudesni.

(Telegraf.rs/Axios)