Quantum Computer: Test utfört, verklig användning långt borta
Inom klassisk datoranvändning konspirerar värme med tiden för att införa begränsningar för det möjliga. I vakuumrörens tidevarv kunde långa beräkningar inte slutföras eftersom utrustningen skulle brinna ut.
I mitten av september dök en forskningsartikel författad av forskare vid 14 institutioner och laboratorier, ledd av Google AI Quantum i Mountain View, på en NASA-webbplats. (Källa: Googleblogg) Regeringen behöver inte agitera mer för att få tillgång till säker kommunikation på sociala medier, eftersom kvantdatorn, vars ankomst har precis gjorts anspråk på , kommer att göra kryptografisk säkerhet överflödig.
Vad som hävdas och bestrids
I mitten av september dök en forskningsartikel författad av forskare vid 14 institutioner och laboratorier, ledd av Google AI Quantum i Mountain View, upp på en NASA-webbplats och försvann på ett gåtfullt sätt, vilket lämnade de vetenskapliga och matematiska samhällena rastlöst att slänga i dess spår. Deras upphetsning var inte obefogad, eftersom tidningen hade hävdat kvantöverlägsenhet — Utveckling av en kvantmaskin vid namn Sycamore som kan lösa problem som klassiska datorer av praktiska skäl inte kan.
Inom klassisk datoranvändning konspirerar värme med tiden för att införa begränsningar för det möjliga. I vakuumrörens tidevarv kunde långa beräkningar inte slutföras eftersom utrustningen skulle brinna ut. Moderna integrerade halvledarkretsar genererar också värme, inte tillräckligt för att brinna, men tillräckligt för att sakta ner. Google hävdar att Sycamore knep ett problem på cirka 200 sekunder som skulle ha tagit en superdator på toppnivå cirka 10 000 år. Resultaten - i tidningen som hade försvunnit gåtfullt - dök formellt upp i Nature på onsdagen, vilket cementerar påståendet att en tröskel för datoranvändning, som förväntades sedan Paul Benioff, Richard Feynman och Yuri Manin inledde diskussionen på 1980-talet, har passerats.
Samtidigt har forskare vid IBM ifrågasatt Sycamore-fyndet och hävdat att den klassiska datorn släpade efter med 10 000 år eftersom den var ineffektivt konfigurerad. Att sparka på däcken och rengöra pluggarna, har de hävdat, skulle stänga gapet hand över knytnäve. Frågan förblir i suspens tills IBM replikerar benchmarktestet. Enligt vetenskapens metod förblir frågan öppen tills den publicerar sina egna resultat.
Flera stater
Ända sedan kanadensiska premiärministern Justin Trudeau förklarade kvantberäkning för en nötande journalist vid Perimeter Institute of Theoretical Physics återstår inte mycket att förklara. Det räcker med att säga att medan klassiska maskiner bearbetar informationsbitar som representeras av tillstånden 0 och 1, som representerar på och av, manipulerar kvantmaskiner qubits eller kvantbitar. De har två egenskaper som kan bearbeta data av högre storleksordning - superposition och intrassling.
Även om karaktären hos kvantvärlden och grovvärlden är fundamentalt olika, kan dessa illustreras med analogin av Schrödingers katt, ett olyckligt djur fångat i en låda med något potentiellt dödligt, som en burk med giftig gas. I grova världen antar vi att katten är vid liv tills gasen släpps ut, varefter den är död. Men på kvantnivå kollapsar fenomen till ett tillstånd först när de observeras. Vid alla andra tillfällen finns de i alla möjliga tillstånd. Katten ses vara död eller levande först när observatören öppnar lådan. Vid alla andra tillfällen är den både död och levande, i ett tillstånd av superposition. Dessutom, om katten kan sätta igång gasen av misstag, är dess tillstånd och behållaren oupplösligt sammanlänkade.
Detta är förveckling, som Einstein kallade spöklik action på avstånd. Två intrasslade subatomära partiklar kan vara ljusår från varandra och ändå vara sammanlänkade. Kvantdatorer använder dessa två egenskaper för att uppnå hastigheter och beräkningsutrymmen som skulle besegra en klassisk maskin, genom att koda data till kvanttillstånd och utföra kvantoperationer på den.
Sundar Pichai med en av Googles kvantdatorer i Santa Barbara-labbet, Kalifornien, USA. (Foto via Reuters) Mil att gå
Vad betyder ankomsten av kvantberäkningar för dig och mig? Inte mycket. Inte direkt. Eftersom Sycamore bara utförde ett benchmarktest som inte har någon användning i verkligheten, och Google kan inte distribuera det för att uppnå världsherravälde nästa vecka. Även om den har visat kvantöverlägsenhet, kan det ta år eller årtionden för tekniken att vara fritt tillgänglig.
Qubits är stabila endast vid kryogena temperaturer, och bara regeringar och stora företag kan hoppas att ha kvar en kvantdator i lokalerna. Vi andra skulle behöva vara beroende av cloud computing och mjukvara som en tjänst. Inte den blankaste riggen om du till exempel vill hacka det levande dagsljuset ur Gmail.
Men till en början skulle regeringar och företag vara de enda användarna av kvantberäkning, eftersom bara de är intresserade av de frågor som den svarar på. Kvantdatorn ställdes av Feynman för att modellera kvantsystem. Nu kommer den att användas i laboratorier för modelleringssystem som endast existerar i den verkliga världen under extrema förhållanden, som i Large Hadron Collider.
En komponent i Googles kvantdator i Santa Barbara-labbet, Kalifornien, USA. (Foto via Reuters) Labs skulle kunna producera banbrytande arbete utan att behöva investera i storskalig infrastruktur och kanske inte behöva samarbeta över nationer och kontinenter. Kvantdatorer skulle också vara användbara för uppgifter som hanterar enorma mängder data. Datautvinning och artificiell intelligens skulle vara stora förmånstagare, tillsammans med vetenskaper som handlar om mängder av data, från astronomi till lingvistik.
Missa inte från Explained | Dushyant Chautala: Gammal över sin ålder, denna 31-åriga 'buddha' ansluter till alla
Den mörka sidan
Den mörka sidan av kvantberäkning är den störande effekt som den kommer att ha på kryptografisk kryptering, som säkrar kommunikation och datorer. Kryptering beror på mycket stora primtal, som fungerar som frön från vilka kryptografiska nycklar genereras och utbyts av parterna i en konversation. Det fungerar eftersom kryptering och dekryptering är operationellt asymmetriska. Det är lättare för en dator att multiplicera mycket stora primtal än att faktorisera en produkt till dess ingående primtal. Denna skillnad håller dina WhatsApp-meddelanden privata, men om oddsen utjämnades av exponentiellt kraftfulla datorer, skulle integriteten online vara död.
Teknik är inte alltid lösningen. Ofta skapar det nya problem, och lösningen ligger i lagen. Långt efter födelsen av sociala medier och artificiell intelligens finns det nu krav på att reglera dem. Det skulle vara klokt att utveckla ett regelverk för kvantberäkning innan det blir allmänt tillgängligt. Det är en transformativ teknik vars framtida användningsområden, inom ett brett spektrum av sektorer från dataanalys till geopolitik, inte kan förutses helt. I den meningen är det snarare som kärnteknik, som reglerades av en global regim 23 år efter Hiroshima av icke-spridningsfördraget. Det skulle vara användbart att reglera kvantberäkning nu, eller åtminstone definiera gränserna för dess legitima användning.
Dela Med Dina Vänner:
David Bowie Network
