Som mange av dere vet, høsten 2019 begynte Google og IBM å føre en reell konfrontasjon seg imellom: da representanter for Google erklærte sin "kvanteoverlegenhet" på grunn av den vellykkede gjennomføringen av kvanteberegning, tok IBM uventet stafettpinnen og demonstrerte evnen til deres nye superdatamaskin til å utføre beregninger nesten med samme hastighet og mye mer presisjon enn Googles kvantecomputer. Dette var ikke første gang noen spurte kvanteberegning. I fjor foreslo Michel Dyakonov, en teoretisk fysiker ved Universitetet i Montpellier i Frankrike, mange teoretiske grunner til at praktiske kvantesuperdatamaskiner aldri vil bli bygget. Så hvordan vet du hvem som har rett og hvem som tar feil?
Hvorfor er det å skape superdatamaskiner i fare?
Kvantedatamaskinen er en ekstremt nyttig oppfinnelse når det gjelder å skape fremtidens kunstig intelligens, nye metoder for kryptografi og til og med nye typer batterier. Til tross for all allsidigheten i bruken, kan det hende at enheten aldri fungerer i full styrke. Til så lite oppmuntrende konklusjoner kom den franske forskeren Michel Dyakonov, som i mange år arbeidet med implementering av kvanteberegning. Forskeren mener at på grunn av uunngåeligheten av tilfeldige feil i enhetsmaskinvare, er det usannsynlig at virkelig nyttige kvantecomputere vil bli bygget.
For å forstå hvorfor opprettelsen av nye generasjons superdatamaskiner kan være i faresonen, må vi først forstå prinsippene for driften av denne dataenheten. I følge en artikkel publisert på theconversation.com-portalen, fungerer moderne datamaskiner etter prinsippet om binær kode når de lagrer data, mens allerede opprettede kvanteenheter bruker et system med kvantebits eller qubits.
Qubits har spesielle egenskaper: De kan eksistere i superposisjon, være både null og en, mens de er viklet sammen, selv om de er i betydelig avstand fra hverandre. Slik uvanlig atferd er ikke assosiert med den klassiske fysikkens verden, siden superposisjonen øyeblikkelig forsvinner når eksperimentøren samhandler med kvantetilstanden.
Takket være superposisjon kan en kvantecomputer med 100 qubits samtidig representere 2.100 løsninger. For noen oppgaver kan denne eksponentielle parallellen brukes til å skape en enorm fordel i beregningshastigheten. Imidlertid er det en annen, smalere tilnærming til kvanteberegning, der qubits brukes for å få fart på optimaliseringsproblemer. For eksempel har Canada-baserte D-Wave Systems bygget optimaliseringssystemer som bruker qubits til nettopp dette formålet, selv om noen kritikere hevder at de resulterende systemene ikke gir bedre resultater enn klassiske datamaskiner.
Kvantedatamaskiner fra D-Wave Systems.
Salgsfremmende video:
Til tross for dette investerer selskaper og land enorme summer i kvanteberegning. Det er kjent at Kina har bygget et nytt kvanteforskningssenter til en verdi av 10 milliarder amerikanske dollar, og EU har utviklet en hovedplan for kvanteforskning til en verdi av 1 milliard euro eller 1,1 milliarder dollar. Den nye USAs nasjonale kvanteinitiativlov gir 1,2 milliarder dollar i utvikling av kvanteinformatikk over en femårsperiode.
Evnen til å knekke krypteringsalgoritmer er en kraftig motivasjonsfaktor for mange land rundt om i verden. Dermed kunne kunnskap om fiendens krypteringssystemer gi en enorm fordel i intelligens, samtidig som de kan bidra til ny grunnleggende forskning innen fysikk, siden moderne eksperimentelle systemer kun har mindre enn 100 qubits til disposisjon. For å oppnå nyttig beregningsytelse i en superdatamaskin, vil vi sannsynligvis trenge maskiner med hundretusener av qubits. For at enhetene skal fungere korrekt, må de fikse alle små tilfeldige feil i programvaren. I en kvantecomputer oppstår slike feil på grunn av ufullkomne kretselementer og interaksjonen mellom qubits og omgivelsene. Av disse grunnene kan qubits miste sammenheng på bokstavelig talt et delt sekund,noe som kan føre til feilaktige resultater fra datamaskinen.
Med andre ord, selv om kvantesuperdatamaskiner har en rett til å eksistere, kan riktigheten av beregningene deres være et stort spørsmål. Og hva tror du, vil en person en dag kunne underkaste kvanteteknologier?
Forfatter: Daria Eletskaya
