IBM Q System One: A világ első teljesen integrált kvantumszámítógépe

A számítógépek, bármilyen egyszerűnek is tűnnek, képességeik és sebességük a problémák és egyenletek kalibrálására olyasvalami, amit az emberi agy nem képes elérni. A számítógép, ahogy azt gondolhatjuk, nem csupán egy médium, amely számos alkalmazást kínál, hanem egyszerűen egy számológép. Ön kiadja a számítógép parancsát, ez a parancsot a feldolgozó egységben táplálja. Ezt azután betöltik, feldolgozzák és kalibrálják a kívánt eredmény elérése előtt. Noha a számítógép határozottan emberi parancsokra fut, az a képessége, hogy képes feldolgozni egy parancsot, és manuális hiba nélkül kalibrálni, az teszi a gépet hatékonyabbá nálunk. Míg a klasszikus számítógépek sokáig segítettek bennünket a valós számítások elvégzésében, a technológiai fejlesztések és a technológiai alapú világtársadalom felépítésének szükségessége, igényeket támasztott számítási problémáink fejlettebb megoldásaival szemben a különböző szakterületeken. És mivel ezeket a problémákat túl nehéz kalibrálni egy klasszikus számítógép számára, a kutatók a kvantumszámításhoz fordultak.

Az amerikai számítógéprendszereket gyártó IBM a közelmúltban bemutatta a állítása szerint „a világ első integrált kvantumszámítógépét”, az IBM Q System One nevet. Mi az a Q System One? Mi a tétje az IBM-nek ezzel? Mit jelenthet ez a számítástechnikai rendszerek jövője szempontjából? Vegyük „apránként”.

Olvassa el még: -

Veszélyesek a kvantumszámítógépek? A kvantumszámítógépek a legjobb számítási technológia, amit az emberiség valaha is kaphat? Vagy eltérítik a kiberbiztonságunkat? Megtalálja...

Kvantum Számítástechnika Dióhéjban

Kép: Feltörték

Szóval, mindannyian tanultak bináris számokat az iskolában, igaz? A számítógép által értett nyelv? Harangoznak? Egy klasszikus számítógép nem fogad el és nem érti a szóban írt parancsokat. Bármit is csinál a számítógépen, a memóriájában információként tárolódik, bináris egységek formájában, amelyek csupán 0-ból és 1-ből állnak. Tehát egy klasszikus számítógép minden számítást binárisan hajt végre. Mivel a bináris egység lehet 0 vagy 1, a számítási komplexitás hatóköre, amelyet a számítógép képes kezelni vagy elfogadni, szintén korlátozott. Mindig vannak olyan benchmarkok, amelyeket a számítógép nem tud elérni, mert algoritmusai korlátozottak az információk feldolgozására és tárolására egy meghatározott határ és összetettség felett.

Kép: Forbes

Itt jön a helyére a kvantumszámítás. A kvantumszámítás a kvantummechanika törvényein dolgozik, ahol a tudományt sokkal kisebb méretű és léptékű, valójában egy atomnál kisebb részecskékre vizsgálják. Az ilyen részecskéket szubatomi részecskéknek vagy kvantumrészecskéknek nevezzük. Most pedig vegyük figyelembe, hogy ezek a szubatomi részecskék számítógépes bitek. A kvantumszámítás során a számítógép által kapott információ bonyolultabb és kisebb bitekre alakítható tovább.

Ezt a kvantumösszefonódásnak nevezett jelenséggel lehet megtenni; bináris bitek egymásra helyezése összekapcsolt, párosított vagy csoportos információbitek kialakítása céljából. A párosított bitek általában bonyolultabb és bonyolultabb információkat dolgoznak fel kalibráláshoz, mivel a bináris formákkal ellentétben több állapotban is létezhetnek. Ezeket a biteket, amelyek összefonódnak egymás tulajdonságaitól függően, qubiteknek nevezzük.

A kvantumszámítás alapvetően a számítógépek tanulmányozását veszi át egy kisebb léptékbe. A 0 és 1 bináris bitpár kvantumállapotban négy megtestesült állapotot alkothat, ha egymásra helyezik őket. Hasonlóképpen, három 0 és 1 qubit párosítható nyolc különböző állapotban. Most képzelje el több százat; olyan állapotpárokat adna, amelyek meghaladnák a részecskék számát az univerzumban. Ez a kvantumszámítás mértéke.

Mit kínálhat nekünk a kvantumszámítás?

Kép: TechFunnel

Mindig hallunk számos előrejelzést részvénypiacról, sportról, világ- vagy nemzetgazdaságról, orvosi kutatásokról és időjárásról. Ezek az előrejelzések irányítják mindennapi életünkben hozott döntéseinket, és jövőnk egy hatalmas részét alakítják. De honnan vegyük ezeket az előrejelzéseket? Számítás. Szoftverek és számítógépes gépek, amelyek matematikai algoritmusokon futtatják a bejövő adatokat és információkat, hogy meghatározzák vagy megbecsüljék, hogyan nézhet ki az adott terület jövője.

Az óceáni áramlatok adatai határozzák meg, milyen időjárásra számíthatunk holnap. A kórházakban végzett MRI-k lehetővé teszik az orvosok számára, hogy megtalálják a legjobb kezelést a beteg számára. Az üzleti konglomerátumok jelenlegi döntései lehetővé teszik a pénzügyi elemzők számára, hogy manipulálják a részvénydiagramokat, és megváltoztassák a holnap gazdaságának formáját. Ennek ellenére számos olyan összetett számítási probléma létezik, amelyek messze meghaladják a Föld bármely klasszikus számítógépének vagy agyi teljesítményének megértését. A kvantum-számítástechnika csúcsminőségű frissítése lehet annak, amit a számítási elemzésről tudunk. Az időjárás és az anyagi helyzet hamarabb elérhetővé válna, mint valaha szembesülnünk kellene következményeikkel.

Az orvosok és a sebészek képesek lennének új felfedezéseket tenni, és örökre megváltoztatni a gyógyszerek beadását. Képesek lennénk az összes erőforrás optimalizálására és a hulladék teljes eltávolítására; a számítások és algoritmusok manuális hibái megszűnnének; sőt, dekódolni is tudjuk a természet előfordulását és jelenségét, hiszen a természet maga a szubatomi részecskék tulajdonságain fut.

Miért vágtak bele a számítógépgyártók a kvantumszámítástechnikába?

Kép: Technológiai Szemle

Nos, az egyik ok lehet a verseny a monopólium megteremtéséért és a világ technológiai uralmáért. A technológiafüggő társadalomban, amelyben élünk, már sok személyes információt adtunk át magunkról a csúcstechnológiai vállalatoknak és államilag finanszírozott technológiai projekteknek. Az, aki ilyen technológiát futtat, gyakorlatilag uralja a világot. A kvantumszámítás a következő nagy dolog a jövő technológiái között a mesterséges intelligencia után. A legjobb kvantumelemzést és számítástechnikát kínáló vállalat mindenféle vállalati, kormányzati és személyes adathoz hozzáférhetne a különböző munkaterületeken. Bárki, aki rendelkezik ezzel az információval, képes lenne meghozni a legjobb döntéseket saját maga számára, és mindig a csúcson marad, bármi is történjen.

Kép: BlueWire

Másik lehet a pénzkeresés. Nem minden vállalat kínál kvantumszámítási szolgáltatásokat kereskedelmi és vállalati használatra, és közülük kevesebb, mint egy maroknyi jutott el olyan szintre, ahol ténylegesen végre tudnak hajtani kísérleti kvantumszámítást. Tehát, ha valaki ki tud fejleszteni egy ilyen projektet, minden bizonnyal szívesen fogadja a befektetőket és más pénzeseket. Egy másik ok lehet a párhuzamosság kutatása és a világűr határainak áttörése. Valami őrült tudós víziójának tűnik, de ha a kvantummechanika qubitjei és elméletei elméletben lehetőséget adnak arra, hogy megtanulják és megoldják a világűr fogalmait, amelyek még ismeretlenek az űrkutatók és a világ többi része számára.

A motívumok végtelenek lehetnek, de a győzelem ebben a tekintetben nem játék, és minden játékosnak, aki megpróbálja megoldani a kvantumszámítást, nagyon pontosan meg kell határoznia, hogy mit akar ettől a kutatási és technológiai teljesítménytől.

Az IBM és kutatásai a kvantumszámítástechnikával kapcsolatban

Kép: IBM

Az IBM első lépése a kvantumszámítás területén 2016-ban volt, amikor elindította az IBM Initiative Q nevű iparági szintű kezdeményezést, amelynek célja a különböző vállalatok számítási elemzési képességeinek fejlesztése az üzleti és tudományos területen. Az IBM Q azzal a céllal indult, hogy hibamentes diagnosztikával és elemzéssel erőforrás-optimalizálást érjen el, és új mércét állítson fel a gépi tanulásban. A kezdeményezés a pénzügyi döntések javítására és a kockázatkezelési technikák vállalati szintű fejlesztésére összpontosított. Hamarosan átalakult az IBM aktív kvantumszámítási szolgáltató ágává, lehetővé téve a felhőn keresztül a vállalatok számára a hálózathoz való hozzáférést. Arra törekszik, hogy megváltoztassa a mai üzleti folyamatokat,

IBM Q System One: Az IBM erőteljes belépése a kvantumszámítástechnikai üzletágba

Kép: Network Middle East

2019 januárjában az IBM először jelentette be, hogy az új IBM Q System One hamarosan elérhető lesz a számítástechnikai célokra a vállalatok számára, és végül ebben a hónapban mutatták be, amely számos technológiai kutatót és kvantummechanikai szakértőt vonzott. A System One egy hatalmas frissítés az eredeti Q-hoz, amely akár 5 qubitnyi információ elemzési szolgáltatásokat is kínált. Az új System One akár 20 qubites elemzési szolgáltatásokat is képes lenne kínálni. Az egyszerű matematikában ötször bonyolultabb feladatokat tudna kiszámítani, mint elődei. A kvantumszámítástechnika legújabb szereplője már olyan vállalatokat is kapott, mint a CERN és a Fermilab, mint potenciális ügyfelek, akik feliratkoztak szolgáltatásai felhőn keresztüli használatára. Az újonnan megtervezett rendszer gyorsabban képes újraindulni, mint elődje, és ha a kriosztát megfelelően karbantartott,

Olvassa el még: -

A kvantumszámítás ijesztőbb, mint a mesterséges intelligencia? Ez a kettő a legerősebb technológia, amely fokozatosan jön létre, de melyik a ijesztőbb? Olvasd a blogot...

Az IBM Q System One óriási ugrás a kvantumszámítástechnikában?

Kép: A következő platform

Indítása során az IBM azt állította, hogy a System One a „világ első teljesen integrált” kvantumszámítógépe, amely a közeljövőben megváltoztathatja a pénzügyi gazdaság és a tudományos elemzés irányát. Az IBM azt állítja, hogy a System One olyan kutatási ajtókat nyithat meg, amelyek mindenféle tudományos felfedezéshez vezetnek, és magas szintű erőforrás-optimalizálási és vállalati tervezési célokat érhetnek el. Ez a kijelentés azonban sok vitát igényel, mielőtt végleges ítéletet hozhatnánk az IBM legújabb találmányának képességeiről. A kvantumszámítás a kvantummechanika és a kvantumösszefonódás törvényeitől függ. Ezeket a törvényszerűségeket soha nem bizonyították igazán kísérleti úton, még az olyan tudósok által végzett kiterjedt kutatások után sem, mint Einstein és Schrodinger. Különféle elméletek még mindig figyelmen kívül hagyják a kvantummechanika számos fogalmát, ezért Az IBM nem tudta mindezt megoldani a System One segítségével. Másodszor, bár az IBM azt állítja, hogy ezzel megváltoztatná a kereskedelmi számítási elemzés menetét, egyszerűen túl bonyolult ennek elérése. A kvantumszámítógépek egyelőre csak kísérleti eredményeket produkáltak, és a System One ugyanezt tenné. Hogy ezek megvalósítása a valós ipari helyzetekben valóban megvalósítható-e vagy sem, az hosszú elemzés és elméletalkotás kérdése.

Kép: ExtremeTech

A System One-ról azt mondhatjuk, hogy minden bizonnyal etalon lenne a kvantumszámítási kutatások területén, és kísérleti eredményei új ötleteket nyitnának meg magának a kvantumszámítástechnikának az új képességeinek felfedezésében. A System One ahelyett, hogy problémamegoldó lenne, valószínűleg kutatóként tevékenykedik, amely segít nekünk a kvantumelemzés eszközeinek és technikáinak továbbfejlesztésében, valamint a kvantumszámítástechnika segítségével sikeres erőforrás-optimalizálás, kockázatelemzés és betegségek diagnosztizálásában.

Miért nem lehet az IBM Q System One a végső gép?

Kép: The Economist

Mert egy ilyen gép karbantartása a ma megőrzött technológiával rendkívüli finomság, odafigyelés és aktív felügyelet kérdése. A kvantumszámítógépet -100 Celsius-fok alatti fagyponton kell tartani. Miért? Mert a kvantumrészecskéket a legkisebb ingadozás is torzítja, és szinte stacioner állapotban kell elemezni őket. Mivel a System One még csak most került kereskedelmi használatra, nem tudjuk, mennyire képes fenntartani magát az ilyen torzulásoktól. Ráadásul az IBM a legkevésbé valószínű, hogy mindezt egyetlen kísérleti kvantumgépbe fekteti, vagyis határozottan más tervei vannak vele. Aztán a következő nagy kérdés a megbízhatóság. Megfelelő tesztelés nélkül még az IBM sem állíthatja, hogy száz százalékig megbízható kereskedelmi használatra.

Olvassa el még: -

Hogyan lehet felgyorsítani a Firefox Quantumot? A neve ellenére a Firefox Quantum nagyon lassan tud működni, és rengeteg gyötrelmet okoz. Ha te...

A kvantumszámítás jó lépés az IBM pénzügyi jövője szempontjából?

Kép: Washington Post

Őszintén szólva, egy több mint 100 éves vállalat számára nem a pénzügyi jövő lenne a legfontosabb szempont, mielőtt belevágna valamibe. Az IBM nem egyedül fejlesztette ki az IBM Q System One-t, hanem mindenféle nemzetközi szervezet kutatóinak, építészeti szakértőinek és tervezőinek segítségével. Ha ezt megtette, akkor biztosan tisztában van azzal, mit csinál, és mit kell tennie az IBM Q System One potenciális jövőjéhez. Az IBM tudja, hogy a jövőben mit hozhat a kvantumszámítás és az ilyen szolgáltatások kereskedelmi forgalomba hozatala. A vállalatnak a közelmúltban nem sikerült felkelteni az eladásokat olyan felkapott technológiai termékeivel és szolgáltatásaival, mint a mobiltechnológia és a webszolgáltatások. Mindezek közepette a kutatás, a tudás, az alapok és a jövőbeni részesedések kísérleti technológiába fektetése nem jelentheti próbatételt az IBM számára.

Van-e ezzel kapcsolatos kockázat?

Kép: Silicon UK

Ha valaki ilyen meghajtású technológiával küzd, annak következményei vannak, amelyeket figyelembe kell venni. Amint arról már szó esett, a kísérletiről a megvalósítható kvantumszámítástechnikára való sikeres átállás monopóliumot adna az IBM-nek a többi vállalattal szemben, és a nagyvállalatok és talán a személyes életünk belső körébe helyezné. Ráadásul AI-integráció esetén ekkora adatmennyiség öntanuló és önelemző gépnek való alávetése nem csak kockázat, hanem valószínűsíthető veszély kérdése is. A kvantumszámítástechnika emellett képes lehet a titkosítási technikák megsértésére is, amelyek felhasználhatók a kibertámadások megállítására és biztonságos kommunikáció biztosítására. De ha fordítva használják, akkor feltörheti a kormányzati szervek és a vállalati kutatások titkosított fájljait. Tehát ha az IBM sikerrel jár,

 Túl korai még megmondani, hogy az IBM mire képes a Q System One-nal, de szem előtt kell tartani, milyen következményekkel járhat ez a technológiai teljesítmény a sikerrel és a fejlődéssel együtt. Sőt, még több időbe telne a klasszikus számítógépek számítási elemzésre való használatának teljes elhagyása, mivel nem minden vállalat választhatja a kvantumszámítási szolgáltatásokat. Egyelőre az IBM lehet az első olyan vállalat, amely nyereséges kvantumszámítógép-üzletágat folytat. A Q System One kísérletei új kapukat nyitnak meg a termelékenység felé, vagy a gépi intelligencia és a technológia robbanásszerű robbanásának kockázatával járnak?