Quantum computing, czyli obliczenia kwantowe mogą w najbliższych latach doprowadzić do największej rewolucji technologicznej od dekad, skracając czas skomplikowanych obliczeń z miesięcy i lat do minut lub godzin.
IBM odsłania nowe procesory kwantowe
W środę IBM ujawnił eksperymentalny procesor Loon oraz chip Nighthawk, które potrafią wykonywać znacznie bardziej złożone obliczenia niż wcześniejsze konstrukcje firmy. To kolejny krok w wyścigu technologicznym, w którym w ostatnich dwóch latach swoje rozwiązania prezentowały także Google, Microsoft i inne globalne przedsiębiorstwa.
Według analityków McKinsey rozwiązania kwantowe mogą zwiększyć wartość wybranych sektorów gospodarki o 1,3 bln dolarów do 2035 roku. Eksperci uważają, że komputery kwantowe mogą doprowadzić do przełomu w takich dziedzinach jak kryptografia, finanse, nauka i transport.
IBM przekonuje, że komputery kwantowe będą zdolne rozwiązywać problemy w kilka minut lub godzin, podczas gdy tradycyjne systemy potrzebowałyby na to wielu lat.
Nowe podejście do obliczeń
Komputery klasyczne operują na bitach - zerach i jedynkach - natomiast komputery kwantowe korzystają z kubitów, które mogą przyjmować wartość zero i jeden jednocześnie.
- Myśliwiec nie jest szybszym ferrari, tylko dlatego, że ma skrzydła. Komputer kwantowy nie jest po prostu szybszym komputerem klasycznym, bo działa na zupełnie innej zasadzie - powiedział Sridhar Tayur, profesor w Tepper School of Business na Uniwersytecie Carnegie Mellon.
Kolejną różnicę obrazuje porównanie CNN: klasyczne bity (jednostka informacji) są jak moneta leżąca na stole — pokazująca orła albo reszkę - natomiast kubity są jak moneta wirująca w powietrzu, zdolna reprezentować oba stany jednocześnie.
Od medycyny po motoryzację
Technologia kwantowa nie zastąpi codziennych laptopów czy smartfonów, ale może zrewolucjonizować obszary wymagające zaawansowanej chemii i matematyki. To m.in. zdrowie, ekologia, finanse, czy kryptografia.
BMW Group i Airbus współpracują ze startupem Quantinuum, badając wykorzystanie komputerów kwantowych w projektowaniu ogniw paliwowych. Accenture Labs, Biogen i firma 1QBit pracują nad zastosowaniami kwantowymi w odkrywaniu nowych leków, dzięki możliwości porównywania znacznie większych cząsteczek niż te, które potrafią analizować tradycyjne maszyny.
- Wielka nadzieja polega na tym, że komputer kwantowy będzie w stanie symulować każdy eksperyment chemiczny czy biologiczny, który normalnie wykonuje się w laboratorium - wyjaśnił Anand Natarajan, profesor nadzwyczajny MIT.
Jednocześnie komputery kwantowe mogą odegrać ogromną rolę w kryptografii, gdyż potencjalnie potrafią łamać obecne zabezpieczenia danych.
- To także duża motywacja, by upewnić się, że nasi przeciwnicy nie zdobędą takiej zdolności, i że my ją mamy - dodał Natarajan.
Kto finansuje kwantową rewolucję?
W październiku "Wall Street Journal" informował, że niektóre firmy kwantowe rozmawiały z Departamentem Handlu USA o możliwych umowach dotyczących finansowania federalnego w zamian za udziały.
Rzecznik Departamentu powiedział jednak CNN, że instytucja "obecnie nie negocjuje udziałów z firmami zajmującymi się komputerami kwantowymi".
Największe wyzwanie: kruchość kubitów
Zbudowanie niezawodnego komputera kwantowego wciąż pozostaje odległym celem. Kubity są niezwykle delikatne i podatne na zakłócenia wywołane zmianą temperatury czy światła.
Procesor Loon ma pokazać, że istnieją komponenty pozwalające na budowę komputerów odpornych na błędy i działających w dużej skali - a to kluczowy etap, bo błędów nie da się uniknąć. Podczas gdy chip Nighthawk potrafi realizować bardziej złożone "bramki kwantowe", czyli podstawowe operacje służące do przetwarzania danych.
- Jeśli tylko potrząsnę stołem, mogę zepsuć działanie naszego komputera kwantowego. Jeśli dostanie się tam odrobina światła, również może mu zaszkodzić - powiedział Jay Gambetta, dyrektor ds. badań IBM.
Globalny wyścig trwa
Microsoft w lutym zaprezentował chip Majorana 1, zawierający materiał mogący tworzyć nowy stan materii i zapewniać stabilniejsze kubity. Google w grudniu przedstawił procesor Willow, który ma zmniejszać liczbę błędów wraz ze wzrostem liczby kubitów, wykonując w pięć minut zadania, które, jak twierdzi Google, klasycznym komputerom zajęłyby 10 septylionów lat.
Eksperci nie są zgodni co do tego, kiedy komputery kwantowe osiągną pełną dojrzałość. Natarajan ocenia, że może to nastąpić dopiero za 10–20 lat. McKinsey podaje, że 72 proc. spośród ankietowanych liderów technologii, inwestorów i akademików przewiduje osiągnięcie w pełni odpornego na błędy komputera kwantowego do 2035 roku. IBM liczy, że stanie się to przed końcem obecnej dekady.
- W tej chwili, w pewnym sensie... próbujemy robić operację mózgu za pomocą łyżki i widelca. A idealnie do operacji mózgu potrzebne są znacznie bardziej wyrafinowane narzędzia - podsumował Tayur.
- I właśnie takie znacznie bardziej wyrafinowane narzędzia stanowią jedną z obietnic komputerów kwantowych - dodał.
Autorka/Autor: Jan Sowa/ams
Źródło: CNN
Źródło zdjęcia głównego: Shutterstock