Jos kuuntelet kvanttilaskentaan liittyvää hypeä, saatat ajatella, että Alex Garlandin sci-fi-sarjassa Devs näytettävä lähitulevaisuus on edessämme – meillä on tietokoneita, jotka ovat tarpeeksi monimutkaisia luotavaksi uudelleen. aikaa ja tilaa ja rekonstruoida ihmismielen. Kaukana siitä. Tässä vielä varhaisessa vaiheessa kvanttitietokoneet lupaavat paljon enemmän kuin pystyvät tarjoamaan, mutta tekniikka on "valmis", kirjoittaa IBM "muuttamaan tapaa, jolla työskentelet tutkimuksessa." Yrityksellä on – kuten useimmilla muillakin nykyisin "klassisiksi tietokoneiksi" kutsuttujen suurten tekijöiden kanssa - "tiekartta" kvanttilaskennan toteuttamiseen ja paljon hienoa uutta teknologiaa (kuten kvanttiajonaikaista ympäristöä Quiskit), joka on rakennettu qubitin ympärille. , klassisen bitin kvanttitietokoneversio.
Tietokonebitti on, kuten tiedämme, binäärikokonaisuus: joko 1 tai 0 eikä mitään siltä väliltä. Toisaalta kubitti jäljittelee kvanttiilmiöitä pysymällä kaikkien mahdollisten tilojen superpositiotilassa välillä 1 ja 0, kunnes käyttäjät ovat vuorovaikutuksessa sen kanssa, kuten pyörivä kolikko, joka laskeutuu vain yhdelle pinnalle, jos se on fyysisesti kiinni. Ja kuten kvanttihiukkaset, kubitit voivat sotkeutua toisiinsa. Siten "Kvanttitietokoneet toimivat poikkeuksellisen hyvin muiden kvanttijärjestelmien mallintamiseen", kirjoittaa Microsoft, "koska ne käyttävät kvanttiilmiöitä laskennassaan." Mahdollisuudet ovat jännittäviä ja hieman hämmentäviä, mutta kukaan ei mallinna maailmankaikkeutta tai edes osaa siitä, aivan vielä.
"Käyttötapaukset ovat suurelta osin kokeellisia ja hypoteettisia tässä varhaisessa vaiheessa", McKinsey Digital kirjoittaa yrityksille suunnatussa raportissaan, mutta huomauttaa samalla, että käyttökelpoisia kvanttijärjestelmiä saattaa olla markkinoilla jo vuonna 2030. Jos tiekartat palvelevat , se on aivan nurkan takana, varsinkin kun otetaan huomioon kuinka nopeasti kvanttitietokoneet ovat kehittyneet suhteessa (eksponentiaalisesti hitaampiin) klassisiin esivanhoihinsa. "Vuoden 1980 ensimmäisestä ideasta kvanttitietokoneesta [Nobel-palkitun fyysikon Richard Feynmanin ajatus] nykypäivään kvanttilaskentateollisuus on kasvanut valtavasti, etenkin viimeisen kymmenen vuoden aikana", Dominic Walliman sanoo. yllä olevassa videossa, "kun kymmenet yritykset ja startup-yritykset käyttävät satoja miljoonia dollareita kilpailuun maailman parhaiden kvanttitietokoneiden rakentamiseksi."
Walliman tarjoaa paitsi (ei-hyped) kartan mahdollisesta tulevaisuudesta, myös kartan kvanttilaskennan menneisyydestä. Hän lupaa selvittää väärinkäsityksiä, joita meillä saattaa olla "erilaisista kvanttilaskennasta, niiden toiminnasta ja siitä, miksi niin monet ihmiset investoivat kvanttilaskentateollisuuteen". Olemme aiemmin nähneet Wallimanin Domain of Science -kanavan tekevän saman sellaisilla suurilla tieteenaloilla kuin fysiikka, kemia, matematiikka ja klassinen tietojenkäsittelytiede. Tässä hän esittelee edistyksellistä tiedettä toteutumisen kynnyksellä ja selittää kolme keskeistä ideaa - superpositio, takertuminen ja häiriö - jotka hallitsevat kvanttilaskentaa. Ensisijainen ero kvanttilaskennan ja klassisen laskennan välillä ei-asiantuntijoiden näkökulmasta on algoritminen nopeus: vaikka klassiset tietokoneet voisivat teoriassa suorittaa samat monimutkaiset toiminnot kuin kvanttiserkkunsa, niiden suorittaminen kestäisi vuosia tai pysähtyisi ja sammuisi. yrityksessä.
Pystyvätkö kvanttitietokoneet simuloimaan luontoa subatomitasolle asti? McKinsey varoittaa, että "asiantuntijat keskustelevat edelleen alan tärkeimmistä aiheista." Alan nopeasta kasvusta huolimatta "ei ole vielä selvää", Walliman sanoo, "kumpi lähestymistapa" monista hänen tutkimuksistaan "voittaa pitkällä aikavälillä". Mutta jos etenemissuunnitelmat palvelevat, meidän ei ehkä tarvitse odottaa kauan saadaksemme tietää.
Aiheeseen liittyvä sisältö:
Tietojenkäsittelytieteen kartta: Uusi animaatio esittelee tietojenkäsittelytieteen tutkimuksen Alan Turingista "lisättyyn todellisuuteen"
Fysiikan kartta: Animaatio näyttää, kuinka kaikki fysiikan eri alat sopivat yhteen
Kemian kartta: Uusi animaatio tiivistää koko kemian alan 12 minuutissa
Matematiikan kartta: animaatio näyttää, kuinka kaikki matematiikan eri alat sopivat yhteen
Josh Jones on kirjailija ja muusikko, jonka kotipaikka on Durham, NC. Seuraa häntä osoitteessa @jdmagness
