Farklı ülkelerden bilimsel kuruluşlar sözde oluşturulması üzerinde çalışıyorlar. kuantum bilgisayarlar. Özel bir mimariye sahip cihazlar, artan performans göstermeli ve bir dizi görevin çözümünü basitleştirmelidir. Askeri ve savunma sanayilerinin zaten bu tür teknolojilerle ilgilenmesi oldukça doğaldır.
Uygulama süreci
Piyasaya ilk çıkanlar, Kanadalı D-Wave Systems firmasının kuantum bilgisayarlarıydı. 2007'den beri, farklı yeteneklere sahip farklı sayıda kübite dayalı bir dizi işlemci tanıttı. Bu durumda, tam teşekküllü bir evrensel bilgisayardan değil, belirli sorunları çözmek için özel bir sistemden bahsediyoruz. Ancak bu durumda, "klasik" mimari sistemlere göre üstünlük gösterildi.
2011 yılında, yalnızca ayrık optimizasyon gerçekleştirebilen 128-qubit D-Wave One bilgisayar piyasaya sürüldü. Yakında Lockheed Martin ile bir makinenin temini ve müteakip bakımı için 10 milyon dolardan fazla bir sözleşme yapıldı. Müşteri kuruluş, iletişimlerinde, bilgisayarın yazılım alanındaki en karmaşık sorunları ve sorunları çözmek için kullanılacağını belirtti.
2013 yılında Lockheed-Martin, 512-qubit işlemcili daha yeni bir D-Wave Two bilgisayarı sipariş etti. İkinci tip bilgisayar, ortak bir proje için NASA liderliğindeki bir grup kuruluşa satıldı. Lockheed Martin ile üçüncü sözleşme 2015 yılında imzalandı ve 1.152 kübitlik D-Wave 2X ürününün teslimatını sağladı. Diğer müşteriler arasında NASA ve Los Alamos Ulusal Laboratuvarı bulunmaktadır. 2017 yılının başında, D-Wave 2000Q bilgisayarının (2048 kübit) satışları başladı - tekrar NASA ve ilgili kuruluşlarla ilgilenmeye başladılar. Advantage sistemi (5640 kübit) bu yıl piyasaya giriyor.
Haziran ayında, USC Viterbi teknik okuluna dayanan USC-Lockheed Martin kuantum bilgi işlem merkezinin yakın gelecekte bir Advantage bilgisayar alacağı biliniyordu. Daha güçlü bir makinenin alınmasının, merkezin araştırma yapma ve pratik sistemler oluşturma yeteneklerini genişletmesi bekleniyor. Ayrıca yeni bilgisayar, Leap kuantum bulut kompleksine dahil edilecek.
Eleştirilere ve sınırlı yeteneklere rağmen, D-Wave Systems'ın kuantum bilgisayarları çeşitli sözleşmelerin konusu olmuştur ve yaklaşık 10 yıldır çeşitli kuruluşlarda kullanılmaktadır. Bu tür ekipmanların ana müşterisi, savunma sanayiinin en büyük kuruluşlarından biri olan ve tüm ana alanlarda faaliyet gösteren Lockheed Martin'di. Ayrıca, bilim ve araştırma kuruluşları, dahil. uygulamalı alanda istihdam edilmektedir.
DARPA'dan gelecek
Bu yılın Mart ayında, DARPA ajansı kuantum bilgisayar projesini başlattı. ONISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum ile Optimizasyon) programı çerçevesinde, yeni bilgisayarlar oluşturmanın genel sorunlarının çözülmesi ve ardından hazır örneklerin oluşturulması planlanmaktadır. Bilim ve tasarım kuruluşlarının katıldığı çalışmada yedi "ekip" yer alıyor.
ONISQ'nun ilk aşaması bir buçuk yıl sürecek, bu çerçevede kombinatoryal optimizasyon problemlerinin çözümü için teknikler ve algoritmalar geliştirmek gerekiyor. Ardından, oluşturulan ürün ve programları iyileştirme amacı taşıyan ikinci aşama başlayacak. Programın sonuçları hem askeri hem de sivil alanlarda uygulama bulabilir.
DARPA, evrensel bir kuantum bilgisayarı yaratmanın son derece zor bir iş olduğunu dikkate alır ve bu nedenle şimdilik daha mütevazı hedefler belirler. Özellikle, "normal" bir bilgisayara dayalı bir kuantum sisteminin simülatörlerinin oluşturulmasına veya sınırlı sayıda kübitli bir hibrit mimarinin geliştirilmesine izin verilir.
Rus bakış açısı
Diğer ülkelerde, dahil. Rusya'da kuantum hesaplamanın gelişimi hala geride kalıyor. Az sayıda kübit içeren simülatörler ve prototipler mevcuttur ve kullanımdadır, ancak ticari satışlar ve toplu benimseme hala çok uzaktadır. Ancak gerekli önlemler alınmakta olup, istenen sonuçlar yakın gelecekte ortaya çıkacaktır.
Örneğin, 2018'de Rusya İleri Araştırmalar Vakfı, "Kuantum Hesaplamanın Optik Sistemleri" projesini başlattı. 2018-2021 yıllarında bu çalışmanın bir parçası olarak. nötr atomlara ve entegre optik devrelere dayalı 50 kübitli bilgisayar göstericilerinin oluşturulması planlandı. Projenin ana yürütücüsü Moskova Devlet Üniversitesi'dir ve çalışmalara bir dizi başka kuruluş da katılmaktadır.
Çalışma henüz tamamlanmadı, ancak şimdiden yeni teknolojileri tanıtma planları var. Kuantum hesaplama, Dijital Ekonomi devlet programının gelecek vaat eden alanlarından biridir. Temelde performansı artırılmış yeni bilgisayarlar, endüstri ve ekonominin çeşitli alanlarında kullanılacaktır. Gelecekte, artan kararlılıkla kuantum şifreleme araçlarının oluşturulması önerilmektedir.
Mevcut proje, çeşitli hükümet ve ticari kuruluşların ilgisini çekmektedir. Bu nedenle, devlet şirketi "Rosatom" ve bazı büyük devlet ve ticari kuruluşlar, kuantum bilgisayarları elde etmekle ilgilenmektedir. Savunma sanayine girme olasılıkları tartışılıyor - ancak belirli işletmeler henüz isimlendirilmedi. Görünüşe göre, bu tür sorunlar, hazır prototiplerin ortaya çıkmasından sonra gelecekte çözülecek.
Uygulanan görevler
Kuantum bilgisayarların geleneksel sistemlere göre en büyük avantajı artan performanslarıdır. Bu sayede, daha hızlı hesaplamalar için veya başka araçların kullanımının pratik olmadığı belirli işleri gerçekleştirmek için bir kuantum makinesi kullanılabilir.
Lockheed Martin birkaç yıldır kuantum hesaplama ile ilgilenmektedir. Bu tür çalışmaların ilerleyişi, gerçek görevleri ve elde edilen başarılar hakkında ayrıntılı bilgi verilmedi. Aynı zamanda, farklı sonuçların çıkarılmasına izin veren yönün hedefleri ve beklentileri hakkında genel veriler yayınlanmıştır.
Şirketin resmi kaynakları, D-Wave Systems bilgisayarlarının bir yazılım doğrulama aracı olarak kullanılmasından bahseder. Yazılım yazarken, aranması ve düzeltilmesi geliştiricinin çok fazla zamanını ve kaynağını alan belirli hatalar mümkündür. Yüksek hızlı bir kuantum bilgisayar, bir programı minimum sürede test edebilir ve mevcut sorunları tanımlayabilir. Bazı durumlarda, kuantum hesaplama, diğer mimarilere sahip sistemler için pratik olarak çözülmeyen görevlerle başa çıkabilir.
Kod incelemesi çeşitli alanlarda kullanılabilir. Havacılık teknolojisi için yazılım geliştirmesi örnek olarak verilmiştir. Kuantum bilgisayar, programların test edilmesi ve geliştirilmesi sürecini hızlandıracak ve test için hazır ve güvenli bir uçak piyasaya sürülecek. Yüksek hızlı bilgisayarlar, uzay endüstrisindeki hesaplamalar için de uygundur. Birkaç milisaniye içinde D-Wave Two, geminin birçok yörüngesini hesaplayabilir ve en uygun olanı seçebilir.
Performans sorunları
Lockheed Martin'in yalnızca sınırlı yeteneklere sahip kuantum sistemleri vardır - D-Wave bilgisayarları yalnızca dar bir dizi sorunu çözer. Gelecekte, geniş uygulama alanlarına sahip evrensel sistemlerin ortaya çıkması bekleniyor ve bu da mümkün olan hızın daha tam olarak kullanılmasını mümkün kılacaktır.
Savunma sanayinin çeşitli alanlarında büyük miktarda verinin hızlı işlenmesi veya karmaşık hesaplamaların yapılması gerekmektedir. Kuantum bilgisayarların piyasaya sürülmesi, yazılım geliştirmeyi basitleştirecek, çeşitli yapıların tasarımını hızlandıracak ve gerekli saha testi sayısını azaltacaktır. Çeşitli amaçlar için yapay zekaya sahip sistemler oluştururken yüksek performans faydalı olabilir - bu alan askeri ve savunma işletmelerinin de ilgisini çekmektedir.
Genel olarak, kuantum hesaplama, genel amaçlı veya özel bilgisayarlar gibi büyük ilgi görmektedir ve çeşitli alanlarda uygulamalar bulabilir. Beklendiği gibi bu tür sistemlerin tanıtımı savunma sektörüyle başladı ve büyük olasılıkla daha yeni teknolojilerin ve tasarımların geliştirilmesinde lider olacak. Temelde yeni bilgi işlem araçlarının endüstriyi ve orduyu ciddi şekilde etkilemesi bekleniyor, ancak bu tür sonuçların ne kadar çabuk ortaya çıkacağı ve hangi değişikliklerin buna yol açacağı henüz belli değil.
