IBM Q System One: Prvý plne integrovaný kvantový počítač na svete

Počítače, akokoľvek sa zdajú jednoduché, ich schopnosti a rýchlosť kalibrácie problémov a rovníc je niečo, čo ľudský mozog nedokáže dosiahnuť. Počítač, ako si možno niekto myslí, nie je len médium, ktoré vám ponúka množstvo aplikácií, ale je to jednoducho kalkulačka. Vy zadáte príkaz počítaču, ten odovzdá príkaz v procesorovej jednotke. Ktorý je potom načítaný, spracovaný a kalibrovaný predtým, ako vám poskytne požadovaný výsledok. Aj keď počítač určite beží na ľudských príkazoch, jeho schopnosť spracovať príkaz a kalibrovať ho bez možnosti manuálnej chyby je to, čo robí stroj efektívnejším ako my. Zatiaľ čo klasické počítače nám už dlhú dobu naďalej pomáhajú pri výpočtoch v reálnom živote, potreba technologického pokroku a budovania svetovej spoločnosti založenej na technológiách, vzniesla požiadavky na pokročilejšie riešenia našich výpočtových problémov v rôznych oblastiach odbornosti. A keďže tieto problémy sú na kalibráciu klasického počítača príliš ťažké, vedci sa vrhli na kvantové výpočty.

Americký výrobca počítačových systémov IBM nedávno predstavil niečo, o čom tvrdí, že je to „prvý integrovaný kvantový počítač na svete“ s názvom IBM Q System One. Čo je Q System One? Čo má s tým IBM v stávke? Čo by to mohlo znamenať pre budúcnosť výpočtových systémov? Zoberme si to „kúsok po kúsku“.

Prečítajte si tiež: -

Sú kvantové počítače nebezpečné? Sú kvantové počítače tou najlepšou výpočtovou technológiou, akú kedy ľudstvo môže dostať? Alebo sa chystajú uniesť našu kybernetickú bezpečnosť? Nájsť...

Kvantová výpočtová technika v skratke

Obrázok: Hacknutý

Takže, všetci ste sa v škole učili binárne čísla, však? Jazyk, ktorému rozumejú počítače? Zvonia nejaké zvony? Klasický počítač neakceptuje alebo nerozumie slovom napísaný príkaz. Čokoľvek robíte na počítači, je uložené v jeho pamäti ako informácia vo forme binárnych jednotiek, ktoré pozostávajú len z 0 a 1. Takže klasický počítač vykonáva všetky výpočty binárne. Keďže binárna jednotka môže byť buď 0 alebo 1, rozsah výpočtovej zložitosti, ktorú môže počítač zvládnuť alebo akceptovať, je tiež obmedzený. Vždy existujú referenčné hodnoty, ktoré počítač nemôže dosiahnuť kvôli obmedzeniam svojich algoritmov na spracovanie a ukladanie informácií nad určitý limit a zložitosť.

Obrázok: Forbes

Tu prichádza na rad kvantová výpočtová technika. Kvantové výpočty fungujú na základe zákonov kvantovej mechaniky, kde sa veda študuje na časticových záležitostiach oveľa menších rozmerov a mierok, v skutočnosti menších ako atóm. Takéto častice sa nazývajú subatomárne častice alebo kvantové častice. Teraz uvažujme, že tieto subatomárne častice sú počítačové bity. Pri kvantových výpočtoch možno informácie prijaté počítačom ďalej manipulovať do zložitejších a menších bitov.

To sa dá dosiahnuť javom nazývaným kvantové zapletenie; superponovanie binárnych bitov cez seba na vytvorenie spojených, spárovaných alebo zoskupených bitov informácií. Spárované bity majú tendenciu spracovávať zložitejšie a komplikovanejšie informácie na kalibráciu, pretože môžu existovať vo viac ako jednom jedinom stave, na rozdiel od binárnych foriem. Tieto bity, zapletené do seba, závislé na svojich vlastnostiach, sa nazývajú qubity.

Kvantové výpočty v podstate posúvajú štúdium počítačov do menšieho rozsahu. Dvojica binárnych bitov 0 a 1 v kvantovom stave môže tvoriť štyri včlenené stavy, ak sú superponované. Podobne môžu byť spárované tri qubity 0 a 1 v ôsmich rôznych stavoch. Teraz si ich predstavte stovky; dalo by vám to páry stavov, ktoré by prevyšovali počet častíc vo vesmíre. To je rozsah kvantových výpočtov.

Čo nám môže kvantová výpočtová technika ponúknuť?

Obrázok: TechFunnel

Vždy počúvame množstvo projekcií v súvislosti s akciovým trhom, športom, svetovou alebo národnou ekonomikou, lekárskym výskumom a počasím. Tieto projekcie riadia naše každodenné životné rozhodnutia a formujú veľkú časť našej budúcnosti. Ale odkiaľ máme tieto projekcie? Výpočet. Softvér a počítačové stroje, na ktorých sú spustené prichádzajúce údaje a informácie o matematických algoritmoch na určenie alebo odhad, ako môže vyzerať budúcnosť tohto konkrétneho odboru.

Údaje z oceánskych prúdov určujú, aké počasie môžeme zajtra očakávať. MRI v nemocniciach umožňujú lekárom nájsť najlepšiu liečbu pre pacienta. Súčasné rozhodnutia obchodných konglomerátov umožňujú finančným analytikom manipulovať s grafmi akcií a meniť podobu ekonomiky zajtrajška. Stále však existuje množstvo zložitých výpočtových problémov, ktoré sú ďaleko za hranicou chápania akéhokoľvek klasického počítača alebo mozgovej sily na Zemi. Kvantová výpočtová technika môže predstavovať špičkový upgrade toho, čo poznáme z výpočtovej analýzy. Počasie a finančný stav by boli k dispozícii skôr, ako by sme kedy museli čeliť ich následkom.

Lekári a chirurgovia by mohli robiť nové objavy a navždy zmeniť podávanie liekov. Boli by sme schopní optimalizovať všetky zdroje a úplne odstrániť odpad; prestali by existovať manuálne chyby vo výpočtoch a algoritmoch; a navyše by sme mohli byť schopní dekódovať výskyt prírody a jej javov, keďže samotná príroda funguje na vlastnostiach subatomárnych častíc.

Prečo sa výrobcovia počítačov pustili do kvantovej výpočtovej techniky?

Obrázok: Prehľad technológií

No, jedným z dôvodov môžu byť preteky vo vytváraní monopolu a ovládnutie technológie sveta. V spoločnosti závislej na technológiách, v ktorej žijeme, sme už o sebe poskytli množstvo osobných informácií špičkovým technologickým korporáciám a štátom financovaným technologickým projektom. Ten, kto takúto technológiu prevádzkuje, prakticky dominuje svetu. Kvantová výpočtová technika je po umelej inteligencii ďalšou veľkou vecou medzi budúcimi technológiami. Spoločnosť, ktorá by ponúkala najlepšiu kvantovú analýzu a výpočtovú techniku, by mala prístup ku všetkým druhom firemných, vládnych a osobných údajov v rôznych oblastiach práce. Každý, kto vlastní tieto informácie, by mal právomoc robiť najlepšie rozhodnutia pre seba a vždy by zostal na vrchole, nech sa deje čokoľvek.

Obrázok: BlueWire

Iné môže byť zarábanie peňazí. Nie každá korporácia ponúka kvantové výpočtové služby na komerčné a podnikové využitie a menej ako hŕstka z nich sa dostala do štádia, kedy môžu skutočne vykonávať experimentálne kvantové výpočty. Takže, ak človek dokáže rozvinúť takýto projekt, určite privíta investorov a ďalších ľudí s peniazmi. Ďalším dôvodom môže byť výskum paralelizmu a prekračovania hraníc vesmíru. Vyzerá to ako vízia nejakého šialeného vedca, ale ak qubits a teórie kvantovej mechaniky teoreticky môžu mať možnosť naučiť sa a vyriešiť koncepty vesmíru, ktoré sú vesmírnym výskumníkom a zvyšku sveta stále neznáme.

Motívy môžu byť nekonečné, ale víťazstvo v tomto ohľade nie je hra a každý hráč, ktorý sa snaží vyriešiť kvantové výpočty, musí byť veľmi konkrétny, čo od tohto výskumu a technologického úspechu chce.

IBM a jej výskum v oblasti kvantovej výpočtovej techniky

Obrázok: IBM

Prvým podnikom IBM v oblasti kvantových výpočtov bola v roku 2016, keď spustila IBM Initiative Q, iniciatívu na úrovni odvetvia zameranú na zlepšenie schopností výpočtovej analýzy rôznych spoločností v oblasti obchodu a vedy. IBM Q bol spustený s cieľom dosiahnuť optimalizáciu zdrojov bezchybnou diagnostikou a analýzou a nastaviť nové štandardy pre strojové učenie. Iniciatíva sa zamerala na zlepšenie finančných rozhodnutí a modernizáciu techník riadenia rizík na podnikovej úrovni. Čoskoro sa transformovala na aktívnu pobočku poskytovateľa kvantových výpočtových služieb IBM, ktorá umožňuje prístup k svojej sieti podnikom cez cloud. V snahe zmeniť spôsob, akým sa dnes podnikanie deje,

IBM Q System One: Silný vstup IBM do podnikania v oblasti kvantovej výpočtovej techniky

Obrázok: Network Middle East

V januári 2019 spoločnosť IBM prvýkrát oznámila, že jej nový systém IBM Q System One bude čoskoro k dispozícii na výpočtové využitie pre podniky a tento mesiac bol konečne predstavený, čím prilákal rôznych technologických výskumníkov a odborníkov v oblasti kvantovej mechaniky. System One je masívny upgrade pôvodného Q, ktorý ponúkal služby analýzy až do 5 qubitov informácií. Nový System One by bol schopný ponúkať analytické služby až do 20 qubitov. V jednoduchej matematike by dokázal vypočítať päťkrát zložitejšie problémy ako jeho predchodcovia. Najnovší hráč v oblasti kvantových počítačov už má za potenciálnych klientov spoločnosti ako CERN a Fermilab, ktorí sa prihlásili na využívanie jeho služieb cez cloud. Novo skonštruovaný systém sa dokáže resetovať rýchlejšie ako jeho predchodca a ak je jeho kryostat správne udržiavaný,

Prečítajte si tiež: -

Je kvantová výpočtová technika strašidelnejšia ako umelá inteligencia? Tieto dve sú najvýkonnejšie technológie, ktoré sa postupne objavujú, ale ktorá z nich je desivejšia? Prečítajte si blog...

Je IBM Q System One obrovským skokom v kvantovej výpočtovej technike?

Obrázok: Ďalšia platforma

Pri jeho spustení IBM tvrdila, že System One je „prvý plne integrovaný“ kvantový počítač na svete, ktorý môže v blízkej budúcnosti zmeniť smerovanie finančnej ekonomiky a vedeckej analýzy. IBM tvrdí, že System One môže otvoriť dvere výskumu, ktorý by viedol k najrôznejším vedeckým objavom a dosiahnuť vysoké ciele v oblasti optimalizácie zdrojov a podnikového plánovania. Toto vyhlásenie by si však vyžadovalo veľa diskusií, kým by sme mohli dospieť ku konečnému rozsudku o schopnostiach najnovšieho vynálezu IBM. Kvantové výpočty závisia od zákonov kvantovej mechaniky a kvantového zapletenia. Tieto zákony neboli nikdy skutočne experimentálne dokázané, dokonca ani po rozsiahlom výskume vedeckych odborníkov ako Einstein a Schrodinger. Rôzne teórie stále ignorujú veľa konceptov kvantovej mechaniky, a preto IBM to všetko nedokáže vyriešiť pomocou System One. Po druhé, zatiaľ čo spoločnosť IBM tvrdí, že by touto analýzou zmenila priebeh komerčnej výpočtovej analýzy, je jednoducho príliš zložité to dosiahnuť. Kvantové počítače zatiaľ priniesli iba experimentálne výsledky a System One by urobil to isté. Či je ich implementácia v reálnych priemyselných situáciách skutočne realizovateľná alebo nie, je vecou dlhej analýzy a teoretizovania.

Obrázok: ExtremeTech

Čo môžeme povedať o System One je, že by to určite bolo meradlom v oblasti výskumu kvantových počítačov a jeho experimentálne výsledky by otvorili nové nápady na objavovanie nových schopností samotného kvantového počítača. Namiesto toho, aby bol System One riešiteľom problémov, bude s najväčšou pravdepodobnosťou pôsobiť ako výskumník, ktorý by nám pomohol ďalej rozvíjať nástroje a techniky kvantovej analýzy a posunúť sa vpred, aby sme dosiahli úspešnú optimalizáciu zdrojov, analýzu rizík a diagnostiku chorôb prostredníctvom kvantových výpočtov.

Prečo IBM Q System One nemusí byť dokonalým strojom?

Obrázok: The Economist

Pretože údržba takéhoto stroja pomocou technológie, ktorú dnes zachovávame, je vecou maximálnej jemnosti, starostlivosti a aktívneho monitorovania. Kvantový počítač musí byť udržiavaný pri teplotách pod -100 stupňov Celzia. prečo? Pretože kvantové častice sú deformované aj tými najmenšími výkyvmi a je potrebné ich analyzovať takmer v stacionárnom stave. Keďže System One je práve spustený na komerčné využitie, nevieme, nakoľko je schopný sa takýmto deformáciám ubrániť. Navyše je najmenej pravdepodobné, že IBM všetko investuje do jedného experimentálneho kvantového stroja, čo znamená, že s ním má určite iné plány. Ďalšou veľkou otázkou je spoľahlivosť. Bez riadneho testovania ani IBM nemôže tvrdiť, že je stopercentne spoľahlivý na komerčné použitie.

Prečítajte si tiež: -

Ako zrýchliť Firefox Quantum? Napriek svojmu názvu sú chvíle, keď Firefox Quantum môže pracovať naozaj pomaly a spôsobiť veľa trápenia. Ak si...

Je Quantum Computing dobrým krokom pre finančnú budúcnosť IBM?

Obrázok: Washington Post

Úprimne povedané, pre spoločnosť starú ako 100 rokov by finančná budúcnosť nebola prvoradá, kým sa do niečoho pustí. IBM vyvinula IBM Q System One nie sama, ale s pomocou výskumníkov, odborníkov na architektúru a dizajnérov z rôznych medzinárodných organizácií. Ak to urobil, určite si je vedomý toho, čo robí a čo musí urobiť s potenciálnou budúcnosťou IBM Q System One. IBM vie, čo môže priniesť kvantová výpočtová technika a komercializácia takýchto služieb v budúcnosti. Spoločnosti sa v poslednom čase nepodarilo pritiahnuť predaj prostredníctvom svojich trendových technologických produktov a služieb, ako sú mobilné technológie a webové služby. Uprostred toho všetkého nemôže byť investovanie výskumu, vedomostí, finančných prostriedkov a budúcich podielov do experimentálnej technológie pre IBM pokusom a omylom.

Je s tým spojené nejaké riziko?

Obrázok: Silicon UK

Keď sa človek pustí do boja s takouto poháňanou technológiou, má to dôsledky, ktoré treba zvážiť. Ako už bolo spomenuté, úspešný prechod od experimentálneho k implementovateľnému kvantovému počítaču by dal spoločnosti IBM monopol na iné korporácie a dostal by ju do vnútorného kruhu veľkých podnikov a možno aj do nášho osobného života. Navyše v prípade integrácie AI je vystavenie takého veľkého množstva údajov samoučiacemu sa a samoanalyzačnému stroju nielen rizikom, ale aj pravdepodobným nebezpečenstvom. Kvantové výpočty môžu byť tiež schopné prelomiť kryptografické techniky, ktoré možno použiť na zastavenie kybernetických útokov a zabezpečenie bezpečnej komunikácie. Ak sa však použije opačne, môže sa použiť na prelomenie šifrovaných súborov vládnych orgánov a podnikového výskumu. Ak teda IBM uspeje,

 Je príliš skoro povedať, čo môže IBM urobiť s Q System One, ale treba mať na pamäti, aké dôsledky môže takáto technologická sila priniesť spolu s úspechom a pokrokom. Okrem toho by trvalo ešte nejaký čas, kým by sa úplne prestalo používať klasické počítače na výpočtovú analýzu, pretože nie každý podnik sa môže rozhodnúť pre kvantové počítačové služby. V súčasnosti sa IBM môže stať prvou spoločnosťou, ktorá udrží ziskové podnikanie v oblasti kvantových počítačov. Otvoria experimenty Q System One nové dvere produktivity alebo prinesú riziká konečného výbuchu strojovej inteligencie a technológie?