IBM Q System One: První plně integrovaný kvantový počítač na světě

Počítače, jakkoli se zdají jednoduché, jejich schopnosti a rychlost kalibrace problémů a rovnic je něco, co lidský mozek nedosáhne. Počítač, jak si někdo může myslet, není jen médium, které vám nabízí řadu aplikací, ale je to jednoduše kalkulačka. Když dáte počítači příkaz, on tento příkaz odešle do procesorové jednotky. Který se poté načte, zpracuje a zkalibruje, než vám poskytne požadovaný výsledek. Zatímco počítač rozhodně běží na lidské příkazy, jeho schopnost zpracovat příkaz a zkalibrovat jej bez šance na ruční chybu je to, co dělá stroj efektivnější než my. Zatímco klasické počítače nám po dlouhou dobu nadále pomáhají při výpočtech v reálném životě, je potřeba technologického pokroku a budování světové společnosti založené na technologiích, zvýšila požadavky na pokročilejší řešení našich výpočetních problémů v různých oblastech odbornosti. A protože tyto problémy jsou pro klasický počítač příliš těžké na kalibraci, vědci se obrátili na kvantové výpočty.

Americký výrobce počítačových systémů IBM nedávno představil to, co prohlašuje za „první integrovaný kvantový výpočetní stroj na světě“, nazvaný IBM Q System One. Co je Q System One? Co s tím má IBM v sázce? Co by to mohlo znamenat pro budoucnost výpočetních systémů? Vezměme to „kousek po kousku“.

Čtěte také: -

Jsou kvantové počítače nebezpečné? Jsou kvantové počítače tou nejlepší výpočetní technologií, jakou kdy lidstvo mohlo získat? Nebo se chystají unést naši kybernetickou bezpečnost? Nalézt...

Kvantová Výpočetní V Kostce

Obrázek: Hacked

Takže jste se všichni ve škole učili binární čísla, že? Jazyk, kterému rozumí počítače? Zvoní nějaké zvony? Klasický počítač neakceptuje nebo nerozumí příkazu psanému slovem. Cokoli na počítači děláte, je uloženo v jeho paměti jako část informace ve formě binárních jednotek, které se skládají pouze z 0 a 1. Klasický počítač tedy provádí všechny výpočty binárně. Vzhledem k tomu, že binární jednotka může být buď 0 nebo 1, je také omezený dosah výpočetní složitosti, kterou může počítač zvládnout nebo přijmout. Vždy existují měřítka, kterých počítač nemůže dosáhnout kvůli omezením svých algoritmů pro zpracování a ukládání informací nad určitý limit a složitost.

Obrázek: Forbes

Tam přichází na řadu kvantové výpočty. Kvantové počítání pracuje na zákonech kvantové mechaniky, kde se věda studuje na částicových záležitostech mnohem menších co do velikosti a měřítka, ve skutečnosti menších než atom. Takové částice se nazývají subatomární částice nebo kvantové částice. Nyní uvažujme, že tyto subatomární částice jsou počítačové bity. V kvantovém počítání mohou být informace přijaté počítačem dále zpracovány do složitějších a menších bitů.

Toho lze dosáhnout jevem zvaným kvantové provázání; překrývání binárních bitů přes sebe za vzniku spojených, spárovaných nebo seskupených bitů informace. Spárované bity mají tendenci zpracovávat složitější a komplikovanější informace pro kalibraci, protože na rozdíl od binárních forem mohou existovat ve více než jednom stavu. Tyto bity, propletené dohromady, závislé na vzájemných vlastnostech, se nazývají qubity.

Kvantové výpočty v zásadě posouvají studium počítačů do menšího měřítka. Dvojice binárních bitů 0 a 1 v kvantovém stavu může tvořit čtyři ztělesněné stavy, pokud jsou superponovány. Podobně lze spárovat tři qubity 0 a 1 v osmi různých stavech. Teď si jich představ stovky; dalo by vám to páry stavů, které by převyšovaly počet částic ve vesmíru. To je rozsah kvantových výpočtů.

Co nám může kvantová výpočetní technika nabídnout?

Obrázek: TechFunnel

Vždy slyšíme řadu projekcí týkajících se akciového trhu, sportu, světové nebo národní ekonomiky, lékařského výzkumu a počasí. Tyto projekce řídí naše každodenní životní rozhodnutí a utvářejí obrovskou část naší budoucnosti. Ale odkud tyto projekce bereme? Výpočet. Software a počítačové stroje provozující příchozí data a informace o matematických algoritmech pro určení nebo odhad, jak může vypadat budoucnost tohoto konkrétního oboru.

Data z oceánských proudů určují, jaké počasí můžeme zítra očekávat. MRI v nemocnicích umožňují lékařům najít nejlepší léčbu pro pacienta. Současná rozhodnutí obchodních konglomerátů umožňují finančním analytikům manipulovat s grafy akcií a měnit podobu zítřejší ekonomiky. Stále však existuje řada složitých výpočetních problémů, které jsou daleko za hranicemi chápání jakéhokoli klasického počítače nebo mozkové síly na Zemi. Kvantové výpočty mohou být špičkovým upgradem toho, co známe z výpočetní analýzy. Počasí a finanční situace budou k dispozici dříve, než kdy budeme muset čelit jejich následkům.

Lékaři a chirurgové by byli schopni dělat nové objevy a navždy změnit podávání léků. Byli bychom schopni optimalizovat všechny zdroje a zcela odstranit plýtvání; ruční chyby ve výpočtech a algoritmech by přestaly existovat; a navíc bychom mohli být schopni dekódovat výskyt přírody a jejího fenoménu, protože příroda sama funguje na vlastnostech subatomárních částic.

Proč se výrobci počítačů pustili do kvantové výpočetní techniky?

Obrázek: Recenze technologie

Jedním z důvodů by mohla být rasa o nastolení monopolu a ovládnutí technologie světa. Ve společnosti závislé na technologiích, ve které žijeme, jsme o sobě již poskytli mnoho osobních informací špičkovým technologickým korporacím a státem financovaným technologickým projektům. Ten, kdo takovou technologii provozuje, prakticky ovládá svět. Kvantové výpočty jsou po umělé inteligenci další velkou věcí mezi budoucími technologiemi. Korporace, která by nabízela nejlepší kvantovou analýzu a výpočetní techniku, by měla přístup ke všem druhům firemních, vládních a osobních údajů s ohledem na různé oblasti práce. Každý, kdo vlastní tyto informace, by měl moc činit nejlepší rozhodnutí sám za sebe a bez ohledu na to by vždy zůstal na vrcholu.

Obrázek: BlueWire

Jiné může být vydělávání peněz. Ne každá společnost nabízí kvantové výpočetní služby pro komerční a podnikové využití a méně než hrstka z nich dosáhla fáze, kdy mohou skutečně provádět experimentální kvantové výpočty. Pokud tedy člověk dokáže vyvinout takový projekt, jistě uvítá investory a další lidi s penězi. Dalším důvodem může být výzkum paralelismu a prolomení limitů kosmického prostoru. Vypadá to jako vize nějakého šíleného vědce, ale pokud qubits a teorie kvantové mechaniky, teoreticky, mohou mít možnost učit se a řešit koncepty vesmíru, které jsou vesmírným výzkumníkům a zbytku světa stále neznámé.

Motivy mohou být nekonečné, ale vítězství v tomto ohledu není hra a každý hráč, který se snaží vyřešit kvantové výpočty, musí být velmi konkrétní, co od tohoto výzkumu a technologického úspěchu chce.

IBM a její výzkum Quantum Computing

Obrázek: IBM

První podnik IBM v oblasti kvantových počítačů byl již v roce 2016, kdy spustila IBM Initiative Q, iniciativu na úrovni odvětví zaměřenou na zlepšení schopností výpočetní analýzy různých společností v oblasti obchodu a vědy. IBM Q byl spuštěn s cílem dosáhnout optimalizace zdrojů pomocí bezchybné diagnostiky a analýzy a nastavit nová měřítka pro strojové učení. Iniciativa se zaměřila na zlepšení finančních rozhodnutí a modernizaci technik řízení rizik na podnikové úrovni. Brzy se proměnila v aktivní pobočku poskytovatele kvantových výpočetních služeb IBM, která umožňuje přístup k její síti podnikům přes cloud. Vedeni ke změně způsobu dnešního podnikání,

IBM Q System One: Silný vstup IBM do podnikání v oblasti kvantové výpočetní techniky

Obrázek: Network Middle East

V lednu 2019 IBM poprvé oznámilo, že její nový IBM Q System One bude brzy k dispozici pro výpočetní použití pro podniky a tento měsíc byl konečně představen, což přilákalo různé technologické výzkumníky a odborníky na kvantovou mechaniku. System One je masivní upgrade původního Q, který nabízel služby analýzy až 5 qubitů informací. Nový System One by byl schopen nabídnout analytické služby až do 20 qubitů. V jednoduché matematice by byl schopen vypočítat pětkrát složitější problémy než jeho předchůdci. Nejnovější hráč v oblasti kvantových počítačů již získal korporace jako CERN a Fermilab jako potenciální klienty, kteří se přihlásili k využívání jeho služeb přes cloud. Nově navržený systém se dokáže resetovat rychleji než jeho předchůdce a pokud je jeho kryostat správně udržován,

Čtěte také: -

Je kvantové počítání děsivější než umělá inteligence? Tyto dvě jsou nejvýkonnější technologie, které se objevují postupně, ale která z nich je děsivější? Přečtěte si blog...

Je IBM Q System One obrovským skokem v oblasti kvantové výpočetní techniky?

Obrázek: Další platforma

Při jeho uvedení na trh IBM prohlásila System One za „první plně integrovaný“ kvantový počítač na světě, který může v blízké budoucnosti změnit kurz finanční ekonomiky a vědecké analýzy. IBM tvrdí, že System One může otevřít dveře výzkumu, který by vedl k nejrůznějším vědeckým objevům a dosáhl vysokých cílů optimalizace zdrojů a podnikového plánování. Toto prohlášení by však vyžadovalo mnoho diskuzí, než bychom mohli dospět ke konečnému soudu o schopnostech nejnovějšího vynálezu IBM. Kvantové počítání závisí na zákonech kvantové mechaniky a kvantové provázanosti. Tyto zákony nebyly nikdy skutečně experimentálně prokázány, a to ani po rozsáhlém výzkumu vědců, jako jsou Einstein a Schrodinger. Různé teorie stále ignorují mnoho konceptů kvantové mechaniky, a proto IBM to všechno nemohla vyřešit pomocí System One. Zadruhé, i když IBM tvrdí, že by touto analýzou změnila kurz komerční výpočetní analýzy, je prostě příliš složité toho dosáhnout. Kvantové počítače zatím přinesly pouze experimentální výsledky a System One by dělal totéž. Zda je jejich implementace v reálných průmyslových situacích skutečně proveditelná nebo ne, je věcí dlouhé analýzy a teoretizování.

Obrázek: ExtremeTech

Co můžeme říci o System One je to, že by se jistě stal měřítkem v oblasti výzkumu pro kvantové výpočty a jeho experimentální výsledky by otevřely nové nápady pro objevování nových schopností samotného kvantového počítání. Spíše než řešitelem problémů bude System One s největší pravděpodobností působit jako výzkumník, který by nám pomohl dále vyvíjet nástroje a techniky kvantové analýzy a posunout se vpřed k dosažení úspěšné optimalizace zdrojů, analýzy rizik a diagnostiky nemocí prostřednictvím kvantových počítačů.

Proč IBM Q System One nemusí být dokonalým strojem?

Obrázek: The Economist

Protože údržba takového stroje pomocí technologie, kterou dnes zachováváme, je věcí nejvyšší jemnosti, péče a aktivního sledování. Kvantový počítač musí být udržován při teplotách pod -100 stupňů Celsia. Proč? Protože kvantové částice jsou zkresleny i sebemenšími fluktuacemi a je nutné, aby byly analyzovány téměř ve stacionárním stavu. Vzhledem k tomu, že System One je právě spuštěn pro komerční použití, nevíme, nakolik je schopen odolat takovým deformacím. Navíc je nejméně pravděpodobné, že to IBM celé investuje do jednoho experimentálního kvantového stroje, což znamená, že s ním má rozhodně jiné plány. Další velkou otázkou je pak spolehlivost. Bez řádného testování ani IBM nemůže tvrdit, že je pro komerční použití stoprocentně spolehlivý.

Čtěte také: -

Jak zrychlit Firefox Quantum? Navzdory svému názvu existují chvíle, kdy Firefox Quantum může pracovat opravdu pomalu a způsobit spoustu úzkosti. Pokud jsi...

Je Quantum Computing dobrým krokem pro finanční budoucnost IBM?

Obrázek: Washington Post

Upřímně řečeno, pro společnost starou více než 100 let by finanční budoucnost nebyla prvořadým zájmem, než se do něčeho pustí. IBM nevyvinula IBM Q System One sama, ale s pomocí výzkumníků, odborníků na architekturu a designérů z nejrůznějších mezinárodních organizací. Pokud to udělal, jistě si je vědom toho, co dělá a co musí udělat s potenciální budoucností IBM Q System One. IBM ví, co může přinést kvantové výpočty a komercializace takových služeb v budoucnosti. Společnosti se v poslední době nepodařilo přilákat prodeje prostřednictvím svých trendových technologických produktů a služeb, jako jsou mobilní technologie a webové služby. Uprostřed toho všeho nemůže být investice do výzkumu, znalostí, finančních prostředků a budoucích podílů do experimentální technologie pro IBM pokusem a omylem.

Je s tím spojeno nějaké riziko?

Obrázek: Silicon UK

Když se člověk vypořádá s takto poháněnou technologií, má to důsledky, které je třeba vzít v úvahu. Jak již bylo diskutováno, úspěšný přechod od experimentálního k implementovatelnému kvantovému počítání by poskytl IBM monopol nad ostatními korporacemi a dostal by ji do vnitřního kruhu velkých podniků a možná i našich osobních životů. Navíc v případě integrace AI není vystavení tak velkého množství dat samoučícímu se a samoanalyzujícímu stroji nejen rizikem, ale i pravděpodobným nebezpečím. Kvantové výpočty mohou být také schopny prolomit kryptografické techniky, které lze použít k zastavení kybernetických útoků a zajištění bezpečné komunikace. Pokud se však použije obráceně, může být použit k prolomení šifrovaných souborů vládních orgánů a podnikového výzkumu. Pokud tedy IBM uspěje,

 Je příliš brzy na to říkat, co může IBM udělat s Q System One, ale je třeba mít na paměti, jaké důsledky může taková technologická síla přinést spolu s úspěchem a pokrokem. Úplně opustit používání klasických počítačů pro výpočetní analýzu by navíc zabralo ještě nějaký čas, protože ne každý podnik se může rozhodnout pro služby kvantových počítačů. V současnosti se IBM může stát první společností, která udrží ziskové podnikání v oblasti kvantových počítačů. Otevřou experimenty Q System One nové dveře produktivity nebo přinesou rizika konečného výbuchu strojové inteligence a technologie?