Wetenskaplike organisasies uit verskillende lande werk aan die skepping van die sogenaamde. kwantumrekenaars. Toestelle van 'n spesiale argitektuur moet verhoogde prestasie toon en die oplossing van 'n aantal take vereenvoudig. Dit is baie natuurlik dat die militêre en verdedigingsbedrywe reeds in sulke tegnologieë belangstel.
Implementeringsproses
Die eerste wat op die mark verskyn het, was kwantumrekenaars van die Kanadese maatskappy D-Wave Systems. Sedert 2007 het dit 'n reeks verwerkers bekendgestel wat gebaseer is op 'n ander aantal qubits met verskillende vermoëns. In hierdie geval praat ons nie van 'n volwaardige universele rekenaar nie, maar van 'n gespesialiseerde stelsel om spesifieke probleme op te los. In hierdie geval is egter meerderwaardigheid bo die stelsels van 'klassieke' argitektuur getoon.
In 2011 is 'n 128-qubit D-Wave One-rekenaar bekendgestel, wat slegs diskrete optimalisering kan uitvoer. Binnekort was daar 'n kontrak ter waarde van meer as $ 10 miljoen met Lockheed Martin vir die verskaffing van een masjien en die daaropvolgende onderhoud daarvan. In sy kommunikasie het die kliëntorganisasie aangedui dat die rekenaar gebruik sal word om die mees komplekse probleme en probleme op die gebied van sagteware op te los.
In 2013 bestel Lockheed-Martin 'n nuwer D-Wave Two-rekenaar met 'n 512-qubit-verwerker. Die volgende rekenaar, tipe Twee, is aan 'n groep organisasies onder leiding van NASA verkoop vir 'n gesamentlike projek. Die derde kontrak met Lockheed Martin is in 2015 onderteken en het voorsiening gemaak vir die aflewering van die D-Wave 2X-produk, wat 1,152 qubits het. Ander kliënte sluit in NASA en Los Alamos National Laboratory. Aan die begin van 2017 begin die verkope van die D -Wave 2000Q -rekenaar (2048 qubits) - hulle stel weer belang in NASA en verwante organisasies. Die Advantage -stelsel (5640 qubits) betree hierdie jaar die mark.
In Junie het dit bekend geword dat die USC-Lockheed Martin kwantumrekenaarsentrum, gebaseer op die USC Viterbi tegniese skool, binnekort 'n Advantage-rekenaar sal ontvang. Die verwagting is dat die ontvangs van 'n kragtiger masjien die sentrum se vermoëns sal vergroot om navorsing te doen en praktiese stelsels te skep. Boonop sal die nuwe rekenaar ingesluit word in die Leap -kwantumwolk -kompleks.
Ondanks kritiek en beperkte vermoëns, was kwantumrekenaars van D-Wave Systems onderhewig aan verskeie kontrakte en is dit byna 10 jaar in verskillende organisasies gebruik. Die hoofkliënt van sulke toerusting was Lockheed Martin, een van die grootste organisasies in die verdedigingsbedryf, wat op alle groot gebiede bedrywig was. Ook wetenskaplike en navorsingsorganisasies, insluitend werk in die toegepaste veld.
Die toekoms van DARPA
In Maart vanjaar het die DARPA -agentskap sy kwantumrekenaarprojek geloods. Binne die raamwerk van die ONISQ (Optimization with Noisy Intermediate-Scale Quantum) -program word beplan om algemene kwessies oor die skep van nuwe rekenaars uit te werk en dan klaargemaakte monsters te maak. Sewe "spanne" is betrokke by die werk waaraan wetenskaplike en ontwerporganisasies deelneem.
Die eerste fase van ONISQ duur anderhalf jaar; binne sy raamwerk is dit nodig om tegnieke en algoritmes te ontwikkel vir die oplossing van kombinatoriese optimaliseringsprobleme. Dan begin die tweede fase, met die doel om die produkte en programme wat geskep is, te verbeter. Die resultate van die program kan op beide militêre en burgerlike gebied toegepas word.
DARPA neem in ag dat die skep van 'n universele kwantumrekenaar 'n uiters moeilike taak is, en daarom stel hulle vir nou meer beskeie doelwitte. Dit is veral toegelaat om simulators van 'n kwantumstelsel op 'n 'gewone' rekenaar te skep of om 'n hibriede argitektuur met 'n beperkte aantal qubits te ontwikkel.
Russiese perspektief
In ander lande, insluitend in Rusland bly die ontwikkeling van kwantumrekenaars nog steeds agter. Simulators en prototipes met 'n klein aantal qubits is beskikbaar en word gebruik, maar kommersiële verkope en massa -aanneming is nog ver. Die nodige maatreëls word egter getref, en die gewenste resultate sal in die nabye toekoms verskyn.
Byvoorbeeld, in 2018 het die Russiese Stigting vir Gevorderde Studie die projek "Optical Systems of Quantum Computing" geloods. As deel van hierdie werk in 2018-2021. dit was beplan om demonstrateurs van rekenaars met 50 qubits op grond van neutrale atome en geïntegreerde optiese stroombane te skep. Die hoof uitvoerder van die projek is die Staatsuniversiteit van Moskou, en 'n aantal ander organisasies is ook by die werk betrokke.
Die werk is nog nie afgehandel nie, maar daar is reeds planne om nuwe tegnologie bekend te stel. Kwantumrekenkunde is een van die belowende gebiede van die staatsprogram vir digitale ekonomie. Basies word nuwe rekenaars met verhoogde werkverrigting op verskillende gebiede van die nywerheid en ekonomie gebruik. In die toekoms word voorgestel om kwantumkoderingsmetodes te skep met verhoogde stabiliteit.
Die huidige projek is van belang vir verskeie regerings- en kommersiële organisasies. Die staatskorporasie "Rosatom" en 'n paar groot staats- en kommersiële organisasies is dus geïnteresseerd in die verkryging van kwantumrekenaars. Die moontlikheid van hul bekendstelling in die verdedigingsbedryf word bespreek - maar spesifieke ondernemings is nog nie genoem nie. Blykbaar sal sulke probleme in die toekoms opgelos word na die verskyning van gereedgemaakte prototipes.
Toegepaste take
Die grootste voordeel van kwantumrekenaars bo tradisionele stelsels is die verhoogde prestasie daarvan. Danksy hierdie kan 'n kwantummasjien gebruik word vir vinniger berekeninge of vir die uitvoering van spesifieke werk waarin die gebruik van ander middele onprakties is.
Lockheed Martin is al etlike jare betrokke by kwantumrekenaars. Gedetailleerde inligting oor die vordering van sulke werke, hul werklike take en die behaalde suksesse is nie bekend gemaak nie. Terselfdertyd is algemene gegewens oor die doelwitte en vooruitsigte van die rigting gepubliseer, waardeur verskillende gevolgtrekkings gemaak kan word.
Die amptelike bronne van die onderneming noem die gebruik van rekenaars van D-Wave Systems as 'n sagteware-verifikasiehulpmiddel. By die skryf van sagteware is sekere foute moontlik, waarvan die soek en regstelling baie tyd en hulpbronne van die ontwikkelaar verg. 'N Hoëspoed-kwantumrekenaar kan 'n program binne 'n minimale tyd toets en enige bestaande probleme identifiseer. In sommige gevalle kan kwantumrekenkunde take wat prakties onoplosbaar is vir stelsels met ander argitekture, hanteer.
Kodebeoordeling kan op verskillende terreine gebruik word. Die ontwikkeling van sagteware vir lugvaarttegnologie word as voorbeeld gegee. Die kwantumrekenaar sal die toets- en verbeteringsproses versnel, en 'n gereed en veilige vliegtuig word vrygestel vir toetsing. Hoëspoedrekenaars is ook geskik vir berekeninge in die ruimtebedryf. Binne 'n paar millisekondes kan D-Wave Two baie trajekte van die skip bereken en die optimale een kies.
Prestasieprobleme
Lockheed Martin het slegs kwantumstelsels met beperkte vermoëns - rekenaars van D -Wave los slegs 'n beperkte reeks probleme op. In die toekoms word die opkoms van universele stelsels met 'n wye toepassingsgebied verwag, en dit sal dit moontlik maak om die moontlike spoed meer volledig te gebruik.
Vinnige verwerking van groot hoeveelhede data of komplekse berekeninge is op verskillende terreine van die verdedigingsbedryf nodig. Die bekendstelling van kwantumrekenaars sal sagteware -ontwikkeling vereenvoudig, die ontwerp van verskillende strukture bespoedig en die aantal veldtoetse wat benodig word, verminder. Hoë werkverrigting kan nuttig wees vir die skep van stelsels met kunsmatige intelligensie vir verskillende doeleindes - hierdie gebied is ook van belang vir militêre en verdedigingsondernemings.
Oor die algemeen is kwantumrekenaars, sowel as algemene doeleindes of gespesialiseerde rekenaars, van groot belang en kan toepassings op verskillende terreine gevind word. Die bekendstelling van sulke stelsels het, soos verwag, begin met die verdedigingsektor, en waarskynlik sal dit die leier wees in die ontwikkeling van nuwer tegnologieë en ontwerpe. Daar word verwag dat die fundamenteel nuwe rekenaars die bedryf en die weermag ernstig sal beïnvloed, maar hoe vinnig sulke resultate sal verskyn en watter veranderinge dit tot gevolg sal hê, is nog nie duidelik nie.
