Китай може би е поел лидерството в надпреварата за практическо квантово изчисление с неотдавнашно съобщение, че е счупил рекорд за решаване на сложен проблем.
През 2019 г. Google съобщи, че неговият 53-кубитов процесор Sycamore е изпълнил за 3,3 минути задача, която би отнела на традиционен суперкомпютър поне 2,5 дни. Миналия октомври китайският 66-кубитов квантов процесор Zuchongzhi 2 е изпълнил същата задача 1 милион пъти по-бързо. Този процесор е разработен от екип от изследователи от Центъра за върхови постижения в квантовата информация и квантовата физика на Китайската академия на науките, съвместно с Шанхайския институт по техническа физика и Шанхайския институт по микросистемни и информационни технологии.
Традиционните суперкомпютри като тези на американската армия и 56-ия изследователски институт на Народната освободителна армия се използват за провеждане на сложни симулации за проектиране на оборудване, обработка на изображения и сигнали за откриване на цели и точки на интерес и анализиране на океани от данни, за да се разберат скритите тенденции и връзки. Но някои задачи продължават да изискват много време и ресурси, тъй като дори и най-малките изчислителни битове изискват време за превключване между 1 и 0.
Свръхпроводимите квантови компютри могат да заобиколят физическите ограничения, като създадат суперпозиция на стойностите 1 и 0. По същество стандартните изчислителни битове трябва да бъдат или 1, или 0. Но при изключително ниски температури физическите свойства на материята претърпяват значителни промени. Свръхпроводящите квантови компютри се възползват от тези промени, за да създадат кубити (квантови битове), които не са ограничени от препятствията при обработката, пред които са изправени традиционните компютри. Кюбитите могат да бъдат както 1, така и 0 едновременно. Това обещава да ускори неимоверно изчисленията, позволявайки атаки върху вече неразбиваеми проблеми като декриптиране на неразбиваеми кодове, издигане на AI и машинно обучение до нови висоти и проектиране на изцяло нови материали, химикали и лекарства.
Световните научни и военни сили харчат милиарди долари в надпреварата да превърнат това обещание в реалност. Китай отбеляза няколко забележителни напредъка през последните години. През 2020 г. Китайският университет за наука и технологии, дом на водещия китайски учен по квантови изчисления Пан Джианвей, проведе първите космически базирани квантови комуникации, използвайки сателита Micius за създаване на ултрасигурна връзка за данни между две наземни станции, разделени от повече над 1000 мили.
Свързани статии
DIA предупреждава, че китайските космически технологии се стремят да блокират американските радари и заглушаващи боеприпаси
Доклад: Китай може да открадне криптирани правителствени данни сега, за да ги дешифрира по-късно с Quantum Computers
През октомври китайски екип съобщи, че неговият базиран на светлина процесор Jiuzhang 2 може да изпълни задача за една милисекунда, за чието изпълнение на конвенционален компютър са необходими 30 трилиона години. Този пробив отбеляза нова максимална скорост за квантов процесор, чиито кубити са базирани на светлина, а не свръхпроводими. Квантовите състояния, необходими за функционирането на свръхпроводящите компютри, са деликатни, могат да бъдат нестабилни и са склонни да причиняват голям брой грешки. Въпреки това базираните на светлина суперкомпютри също имат своите недостатъци, тъй като е трудно да се увеличи броят на фотоните в този тип квантов компютър поради деликатното им състояние. Остава да видим кой метод ще бъде по-разпространен.
Тези постижения произтичат от акцента на Пекин върху изследванията в областта на квантовите изчисления. Съобщава се, че Китай инвестира 10 милиарда долара в областта и казва, че е увеличил националните разходи за научноизследователска и развойна дейност със 7 процента миналата година. За разлика от това правителството на САЩ отдели 1,2 милиарда долара за изследвания в областта на квантовите изчисления през 2018 г. съгласно нова национална стратегия. Миналата година Сенатът прие законопроект за създаване на Дирекция по технологии и иновации към Националната научна фондация и добавяне на 29 милиарда долара за изследвания в областта на квантовите изчисления и изкуствения интелект от 2022 до 2026 г., но чака съгласуване с подобен законопроект, приет от Къща миналия месец.
Китайските изследователи, фирми и агенции сега притежават повече патенти в квантовата технология, отколкото Съединените щати (въпреки че американските компании имат повече в специфичната област на квантовите изчисления), на фона на твърденията, че тези постижения се облагодетелстват от открадната работа в САЩ. Преди година Министерството на търговията постави в черен списък седем суперкомпютърни обекта заради връзката им с Народната освободителна армия. Освен това има доказателства, че китайското правителство е крадяло криптирани правителствени и търговски данни на САЩ, съхранявайки ги за деня, когато квантовите компютри могат да пробият днешното криптиране.
Все още ни делят няколко години от реалното навлизане на квантовите изчисления. В момента повечето квантови компютри са в състояние да работят кохерентно с около 50 кубита. За да се реализира пълният потенциал на квантовото изчисление при разбиване на кодове, например, ще са необходими хиляди кубити. Но има напредък. Съобщава се, че IBM е произвела 127-кубитов свръхпроводящ квантов компютър през ноември, възнамерява да представи 400-кубитов процесор тази година и има за цел да произведе 1000-кубитов процесор през 2023 г.
Като се има предвид огромният стратегически потенциал на квантовото изчисление в голямо разнообразие от области, тази конкуренция се очаква да стане все по-интензивна в близко бъдеще. Остава да видим дали САЩ могат да поддържат темпото.
Томас Корбет е изследователски анализатор в BluePath Labs. Неговите области на фокус включват китайски външни отношения, нововъзникващи технологии и международна икономика.
P.W. Сингър е стратег в New America и автор на множество книги за технологии и сигурност, включително Wired for War, Ghost Fleet, Burn-In и LikeWar: The Weaponization of Social Media.
