Čína se možná postavila do čela závodu o praktické kvantové výpočty s nedávným oznámením, že překonala rekord v řešení složitého problému.
V roce 2019 Google oznámil, že jeho 53-qubitový procesor Sycamore dokončil za 3,3 minuty úkol, který by tradičnímu superpočítači zabral nejméně 2,5 dne. Loni v říjnu čínský 66-qubitový kvantový procesor Zuchongzhi 2 údajně dokončil stejný úkol 1 milionkrát rychleji. Tento procesor byl vyvinut týmem výzkumníků z Čínské akademie věd Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, ve spolupráci se Šanghajským institutem technické fyziky a Šanghajským institutem mikrosystémů a informačních technologií.
Tradiční superpočítače, jako jsou ty americké armády a 56. výzkumného institutu Lidové osvobozenecké armády, se používají k provádění složitých simulací pro návrh zařízení, zpracování snímků a signálů za účelem zjištění cílů a bodů zájmu a analýzy oceánů dat k pochopení skrytých trendů. a spojení. Některé úlohy však zůstávají náročné na čas a zdroje, protože i ty nejmenší výpočetní bity vyžadují čas na přepnutí mezi 1 a 0.
Supravodivé kvantové počítače mohou obejít fyzikální limity vytvořením superpozice hodnot 1 a 0. Standardní výpočetní bity musí být v podstatě buď 1, nebo 0. Ale při extrémně nízkých teplotách procházejí fyzikální vlastnosti hmoty významnými změnami. Supravodivé kvantové počítače využívají těchto změn k vytváření qubitů (kvantových bitů), které nejsou omezeny překážkami zpracování, kterým čelí tradiční počítače. Qubity mohou být 1 nebo 0 současně. To slibuje ohromné zrychlení výpočetní techniky, umožní útoky na od nynějška neprolomitelné problémy, jako je dešifrování aktuálně neprolomitelných kódů, posouvání umělé inteligence a strojového učení do nových výšin a navrhování zcela nových materiálů, chemikálií a léků.
Světové vědecké a vojenské mocnosti utrácejí miliardy dolarů v závodě o to, aby se tento slib stal skutečností. Čína v posledních letech zaznamenala několik pozoruhodných pokroků. V roce 2020 provedla University of Science and Technology of China, domov předního čínského vědce v oblasti kvantových počítačů Pan Jianwei, první vesmírnou kvantovou komunikaci pomocí satelitu Micius k vytvoření ultrabezpečného datového spojení mezi dvěma pozemními stanicemi oddělenými více než 1000 mil.
Související články
DIA varuje, že čínská vesmírná technologie se snaží blokovat americké radary a rušivou munici
Zpráva: Čína může nyní ukrást šifrovaná vládní data, aby je později dešifrovala pomocí kvantových počítačů
V říjnu čínský tým oznámil, že jeho lehký procesor Jiuzhang 2 dokáže za jednu milisekundu dokončit úkol, jehož dokončení by konvenční počítač vyžadoval 30 bilionů let. Tento průlom znamenal novou nejvyšší rychlost pro kvantový procesor, jehož qubity jsou založené na světle, nikoli supravodivé. Kvantové stavy potřebné pro fungování supravodivých počítačů jsou choulostivé, mohou být nestabilní a jsou náchylné ke vzniku velkého počtu chyb. Superpočítače založené na světle však mají také své nevýhody, protože je obtížné zvýšit počet fotonů v tomto typu kvantového počítače kvůli jejich choulostivému stavu. Uvidí se, která metoda bude převládat více.
Tyto úspěchy vycházejí z důrazu Pekingu na výzkum kvantových počítačů. Čína do této oblasti údajně investuje 10 miliard dolarů a tvrdí, že loni zvýšila národní výdaje na výzkum a vývoj o 7 procent. Naproti tomu vláda USA v roce 2018 v rámci nové národní strategie věnovala 1,2 miliardy dolarů na výzkum kvantových počítačů. Minulý rok Senát schválil návrh zákona o vytvoření ředitelství pro technologie a inovace v National Science Foundation a přidání 29 miliard dolarů na výzkum kvantových počítačů a umělé inteligence v letech 2022 až 2026, ale čeká na usmíření s podobným návrhem přijatým House minulý měsíc.
Čínští výzkumníci, firmy a agentury nyní vlastní více patentů v oblasti kvantové technologie než Spojené státy (ačkoli americké společnosti mají více ve specifické oblasti kvantových počítačů), a to uprostřed obvinění, že tyto pokroky těží z ukradené práce USA. Před rokem ministerstvo obchodu zařadilo na černou listinu sedm superpočítačových subjektů pro jejich spojení s Lidovou osvobozeneckou armádou. Dále existují důkazy, že čínská vláda krade zašifrovaná vládní a komerční data USA a uchovává je proti dni, kdy kvantové počítače mohou prolomit dnešní šifrování.
Ještě pár let nás dělí od skutečného nástupu kvantových počítačů. V současné době je většina kvantových počítačů schopna koherentně pracovat s přibližně 50 qubity. K realizaci plného potenciálu kvantových počítačů v oblasti kódování by bylo například zapotřebí množství qubitů v tisících. Ale pokrok se dělá. IBM údajně v listopadu vyrobilo 127-qubitový supravodivý kvantový počítač, letos hodlá odhalit 400-qubitový procesor a v roce 2023 hodlá vyrobit 1000-qubitový procesor.
Vzhledem k obrovskému strategickému potenciálu kvantových počítačů v široké škále oborů bude tato konkurence v blízké budoucnosti jen intenzivnější. Zda USA udrží tempo, se teprve uvidí.
Thomas Corbett je výzkumný analytik BluePath Labs. Mezi jeho oblasti zájmu patří čínské zahraniční vztahy, vznikající technologie a mezinárodní ekonomika.
P.W. Singer je stratégem v Nové Americe a autorem několika knih o technologiích a bezpečnosti, včetně Wired for War, Ghost Fleet, Burn-In a LikeWar: The Weaponization of Social Media.
