На заре квантовой эпохи

Переиздано Платоном

Читают: 0

Наступление квантовой эпохи PlatoBlockchain Data Intelligence. Вертикальный поиск. Ай.

Прошло четверть века с тех пор, как первые квантовые биты, или кубиты, были соединены вместе, чтобы создать рудиментарный квантовый компьютер. Обладая способностью одновременно представлять как единицы, так и нули в традиционных компьютерах, кубиты являются основными компонентами систем, которые могут намного превзойти современные компьютеры в решении определенных типов задач. С тех пор прогресс зависел не столько от точных наук, сколько от прикладной инженерии: создание более стабильных кубитов, способных удерживать свое квантовое состояние более крошечной доли секунды, объединение их вместе в более крупные системы и разработка новых форм программирования для использовать особенности технологии.

Это можно сравнить с тем, что происходило на заре традиционных вычислений, после изобретения транзистора в 1940-х годах и интегральной схемы в 1958 году. мейнстрим, кажется неумолимым.

Ассоциация квантовый век вряд ли развернется с таким же чувством метрономической неизбежности. У него есть потенциал преподнести большие сюрпризы, как положительные, так и отрицательные. Глобальная гонка идет по разработке новых методов контроля и использования квантовых эффектов, а также по созданию гораздо более эффективных алгоритмов, что повышает вероятность внезапных скачков производительности.

Такой сюрприз преподнесла публикация Китайские исследования предлагая способ взлома наиболее распространенной формы онлайн-шифрования с использованием квантового компьютера, аналогичного уже доступным. Ожидалось, что этот подвиг — потенциальный «момент Спутника» — потребует гораздо более совершенных квантовых систем, которые появятся через много лет в будущем.

Другие эксперты по кибербезопасности в конечном итоге пришли к выводу, что этот метод вряд ли сработает на практике. Один вопрос заключается в том, почему Китай разрешил бы эту публикацию, если бы он действительно показал способ раскрыть большую часть секретных сообщений в мире. Тем не менее, это все равно произвело толчок и должно стать тревожным звонком для всех тех, особенно в США, которые обеспокоены рисками развития технологического превосходства Китая.

Многие компании в таких отраслях, как химическая, банковская и автомобильная промышленность, вложили средства в обучение программированию квантовых систем в надежде, что первые практическое использование может скоро прийти. В моделировании сложных финансовых рисков, разработке новых молекул и ускорении обработки данных в системах машинного обучения квантовые системы могут получить преимущество, как только они станут хоть немного дешевле или быстрее, чем существующие компьютеры.

Этот момент «квантового преимущества» — когда системы демонстрируют практическое, хотя и скромное, превосходство в определенных проблемах — по-прежнему находится, как ни странно, вне досягаемости. Поскольку инвестиции и ожидания растут, вероятность краткосрочного разочарования высока, даже если долгосрочный потенциал кажется неизменным.

Это все еще сложно сохранять кубиты в их квантовом состоянии достаточно долго для выполнения полезных вычислений. Следующий рубеж заключается в изобретении форм исправления ошибок, которые используют некоторые кубиты для противодействия «шуму», вызванному недостатком когерентности. Недавние исследования показывают, что прогресс в решении этой проблемы достигается быстрее, чем ожидалось.

Потенциал прорывов в таких областях, как исправление ошибок, увеличил вероятность квантового шока, когда машины совершат скачок от увлекательного научного эксперимента к технологии, меняющей мир. Основываясь на, казалось бы, ошибочном китайском шифровальном документе, было бы опрометчиво предсказывать, что этот момент уже близок. Но с таким большим количеством усилий во всем мире, направленных на использование свойств квантовой механики для вычислений, было бы еще опрометчивее отложить серьезное рассмотрение обещаний — и рисков — на другой день.

<!–
->