فهرست مطالب
در دنیای بزرگ و سنگین محاسبات کوانتومی ، مسابقه ای از نزدیک برگزار می شود. در سراسر جهان ، غول های فناوری در حال سرعت دادن به ساخت ماشین های خود هستند تا آنها را به عنوان یک سرویس محاسبات ابری در دسترس جهانیان قرار دهند. در این رقابت: IBM ، Google ، Microsoft ، Intel ، Amazon ، IonQ ، Quantum Circuits، Rigetti Computing ،جدیدترین مورد برنامه های محاسبات کوانتومی یعنی Honeywell را کشف می کنند.
همه آنها در حال رقابت هستند تا توانایی تازگی خود را برای مقابله با طبقه جدیدی از مشکلات پیچیده محاسباتی نشان دهند.
اگر یک بازیکن زودتر به نتیجه برسد، می تواند انقلاب محاسباتی را که یک زمانی IBM با رایانه های شخصی و اپل با تلفن های هوشمند انجام داد ، تکرار کند. رایانه های کوانتومی ماشین های معمولی را جابجا نمی کنند ، اما می توانند دستیابی به موفقیت های مهم برای رایانه های کلاسیک ، از جمله توسعه مواد جدید ، قطع ترافیک شهری یا ساخت ناوگان کامیون ها ، بسته های کارآمدتری را ارائه دهند.
شرکت تحلیلگر Tractica انتظار دارد که هزینه های محاسبات کوانتومی از ۲۶۰ میلیون دلار در سال ۲۰۲۰ به ۹.۱ میلیارد دلار در پایان دهه برسد.
شرکت های محاسبات کوانتومی برای افزایش تعداد کابیت ها ، عناصر اساسی پردازش داده های کوانتومی و کاهش نرخ خطا که امروزه محدودیت های پیچیدگی محاسبات کوانتومی را طی کرده است ، به یک سفر چند ساله اقدام کرده اند. در حالی که رایانه های معمولی داده ها را به صورت بیت هایی که می تواند ۰ یا ۱ باشد ، ذخیره می کنند اما qubits می توانند حالت بسیار پیچیده تری را ذخیره کنند. .
ساخت و راه اندازی رایانه های کوانتومی بسیار هولناک و دشوار است. حتی تلاشهای بزرگی بعد از سالها کار تنها تعداد کمی دستگاه ایجاد کرده است و بطور معمول توسط محققان بسیار متخصص اداره می شوند.
رقابت کوانتومی ابر
امروز برخی از محققان و شرکت ها با ۲۲۵۰۰۰ نفر مشغول تلاش برای برنامه نویسی کامپیوتر کوانتومی در سرویس ابر IBM Quantum Experience هستند. و بیش از ۱۰۰ شرکت در حال پرداخت هزینه خدمات IBM Q حق بیمه خود هستند که دسترسی به متخصصان این شرکت و همچنین سخت افزار آن را اعطا می کند.
جیمی گارسیا ، رهبر برنامه های کاربردی کوانتومی IBM گفت: “ما یک ناوگان ۱۵ عددی از این رایانه ها را در ابر داریم.” همه آنها در حال حاضر در نیویورک هستند ، اما آلمان و ژاپن پس از توافق نامه IBM با دولت های آن کشورها یکی از اینها را کسب می کنند. Big Blue در حال نشان دادن یک ماکت در مقیاس کامل از IBM Q System One ، یک کامپیوتر کوانتومی ۵۳ کیوبیت است ، تا بتواند جهان را متقاعد کند که این فناوری واقعی است.
ماکت IBM ساخت و سازهای درخشان سیم های طلایی و بردهای الکترونیک مس است که درون یک گنبد شیشه ای مانند نوعی لوستر با تکنولوژی بالا آویزان شده است. این دستگاه مغز سخت افزار محاسباتی کوانتومی IBM را نشان می دهد ، نمایشگری که توسط یک مرکز داده کوچک پشتیبانی می شود و در نور آبی آینده گرایانه قرار دارد.
Google هنوز سرویس ابری ندارد ، اما قصد دارد یکی از آنها را به سیستم های خود اضافه کند. آمازون در نظر دارد محاسبات کوانتومی را از طریق بزرگترین سرویس ابر روی کره زمین ، سرویس های وب آمازون ، ارائه دهد. Amazon Braket ، اکنون به صورت پیش نمایش اولیه در دسترس است ، به محققان و توسعه دهندگان این امکان را می دهد تا با رایانه های کوانتومی D-Wave ، IonQ و Rigetti آزمایش کنند. آمازون همچنین از طریق مرکز جدید خود برای محاسبات کوانتومی در حال کشف کامپیوترهای کوانتومی با تولید انبوه است.
همچنین در سال ۲۰۱۹ ، مایکروسافت سرویس ابری کوانتومی خود را Azure اعلام کرد ، هم اکنون این شرکت در حال برنامه ریزی برای ارائه رایانه های کوانتومی از شرکای Honeywell ، IonQ و QCI در پیش نمایش خصوصی در ماه های آیندهخبر می دهد. Azure امروز تنها AWS در رایانش ابری است. مایکروسافت تصمیم دارد سخت افزار محاسبات کوانتومی خود را نیز بسازد.
شرکت Rigettiنیز ، یک راه اندازی محاسبات کوانتومی ، خدمات Quantum Cloud خود را در سال ۲۰۱۸ راه اندازی کرد.
محاسبات کوانتومی برای چه چیزی مناسب است؟
اگرچه فواید رایانه های کوانتومی امروزه عمدتاً نظری است ، اما گوگل امیدوار است بتواند خدماتی را برای کسانی که به اعداد واقعاً تصادفی نیاز دارند ، ارائه دهد – بخش اساسی رمزگذاری برای ایمن نگه داشتن پیام ها و معاملات.
با پیشرفت و گسترش مهارت های رایانه ای و الگوریتم ها ، طرفداران کامپیوتر کوانتومی مشتاقانه برای مقابله با چالش های فراتر از دسترس دستگاه های کلاسیک هستند.
گارسیا IBM گفت: “ما در حال استفاده از کوانتوم برای حل بخش های مهم مسائل مربوط به شیمی ، علوم مواد و خدمات مالی هستیم.”
شبیه سازی شیمی کوانتومی بسیار جالب توجه است ، زیرا شبیه سازی ساختارهای اتمی در مقیاس کوانتومی جدا از مولکول های ساده غیرممکن است ، و ابزارهای بهتر می توانند مزایای دنیای واقعی مانند کود ارزان تر ، باتری های اتومبیل برقی بهتر و پنل های خورشیدی با قدرت تر را ارائه دهند.
از جمله مثالهای دیگر:
شرکت هواپیمایی Delta Airlines از IBM Q استفاده می کند تا پرواز را پس از اختلالاتی گسترده مانند طوفان ها و کولاک دوباره تنظیم کند.
CERN ، قدرتمندترین شتابدهنده ذرات جهان ، در حال استفاده از محاسبات کوانتومی برای درک جهان است.
دایملر می خواهد باتری های اتومبیل با ظرفیت بالاتر تولید کند که ارزان تر باشد و از تأثیرات محیطی بکاهد.
JPMorgan Chase می خواهد استراتژی های معاملات سهام و تجزیه و تحلیل ریسک مالی را بهبود بخشد.
OTI Lumionics با استفاده از Azure Quantum مایکروسافت امیدوار است که بتواند با سرعت بیشتری مواد جدید بسازد تا از صفحه های OLED استفاده شده در دستگاه هایی مانند تلویزیون ، تلفن و تبلت استفاده کند.
راه اندازی کمیته رایانه کمبریج انگلستان در تلاش است تا رمزنگاری را برای امنیت دستگاه پیش ببرد.
Google و IBM نویدهایی را برای بهبود هوش مصنوعی ، به عنوان مثال در تشخیص بیماری و کشف کلاهبرداری ها می دهد
محاسبات کوانتومی ، با این حال ، نمی تواند هر مشکل محاسباتی را سرعت بخشد.
چالش های کوانتومی
یک مانع بزرگ دیگر برای استفاده از کامپیوترهای کوانتومی این است که مردم هنوز اطلاعاتی از آن ندارند. به همین دلیل بخشی از مسابقه ابر کوانتومی شامل ابزارهایی برای ایجاد و اجرای نرم افزارهای کوانتومی از جمله IBM’s Qiskit ، کیت توسعه کوانتومی مایکروسافت و ابزار Cirq گوگل است.
آموزش نسل بعدی دانشمندان رایانه در مورد محاسبات کوانتومی بسیار مهم است ، به همین دلیل IBM آموزش های یوتیوب و کتاب درسی منبع باز را که قبلاً در دانشگاه ها استفاده می شود ارائه می دهد ، و Qiskit به گونه ای طراحی شده است توسعه دهندگان آشنا به پایتون بتوانند از آن استفاده کنند.
رایانه های کوانتومی امروزه به طور معمول بسیار بزرگ و کم نظیر هستند. کابل های پر زرق و برق با دقت روت شده و به نظر می رسد دارای فناوری بالایی هستند اما برخلاف تراشه های کوچک تولید شده ،آنها بزرکتر و در واقع اشیاء دست ساز و عظیمی هستندو در دماهای بسیار پایینی کار می کنند.
