Дали иднината е квантна?

05.07.2024 12:59

Компанијата Гугл им понуди пет милиони долари на авторите на идејни решенија за употреба на квантни компјутери во надминувањето на современите проблеми на нашата цивилизација.

Ваквиот деловен потег Гугл го повлече во соработка со фондациите XPRIZE и GESDA (Geneva Science and Diplomacy Anticipator), преку своевидно глобално натпреварување, кое ќе трае следните три години.

Инаку, во 2019-та година Гугл ја објави квантната надмоќ: проблем кој може да го реши суперкомпјутер за 10 000 години, квантниот компјутер го решил за 3 минути и 20 секунди. Меѓутоа, квантните компјутери не можат да извршуваат операции кои можат да ги извршуваат класичните или суперкомпјутерите и затоа подеднакво расте бројот на скептици и ентузијасти за квантната информатика.

Квантната информатика не е нова идеја, позната е од осумдесеттите години на минатиот век кога физичарот Ричард Фајнман предложи употреба на квантни компјутери. Квантната механика му пркоси на нашето интиутивно сфаќање за тоа како функционира физичкиот свет. Тоа е свет на веројатности, а не на јасни причини и последици.

Големата брзина на пресметките се постигнува со контролирање квантни честички кои се полнат со податоци и на тој начин формираат кубити. Заради феноменот „квантна суперпозиција“, кубитите оперираат со повеќе паралелни решенија. Класичните компјутери користат бинарна низа во обработката на податоците, каде секој дел од податоците е или 0 или 1. Заради полесно разбирање добар пример е исходот при фрлање паричка: кај класичните компјутери исходот може да биде или писмо или глава, а кај квантните паричката постојано се врти па се добиваат сите можни резултати: и писмо и глава, и сè што е помеѓу овие два исходи.

Во моментов употребата на квантните компјутери може да се види во криптографијата и зголемувањето на безбедноста на комуникациите; при симулации - моделирање квантни системи како што се хемиските реакции, испитувањето материјали и финансиските пазари; во оптимизацијата - решавање сложени проблеми за оптимизација во областите како што се логистиката и финансиите. Дека одреден вид проблеми можат да се решат подобро и многу побрзо со квантни компјутери отколку со конвенционални методи, покажа берлинскиот тим предводен од теоретскиот физичар, професорот д-р Јенс Ајзерт, преку „проблемот со трговскиот патник“ кој мора да посети повеќе градови, а потоа да се врати во својот роден град. Но, кој е оптималниот пат? Иако е лесно да се разбере овој проблем, тој станува сè посложен, зашто како што се зголемува бројот на градови, ескалира и времето за пресметување. Проблемот со трговскиот патник претставува група проблеми за оптимизација кои се од огромно економско значење, било да се работи за железничка мрежа, логистика или оптимизација на ресурсите.

Квантните компјутери се скапи, тешко е да се направат и уште понеизвесно е кога ќе бидат достапни како персоналните компјутери; една од причините е што се пречувствителни на надворешни влијанија, односно на квантна декохеренција. Досега нивниот развој беше концентриран во неколку држави и мултинационални корпорации, но бројот заинтересирани се зголемува. Кинеската компанија SpinQ Technology лансираше три квантни компјутери на пазарот од два и три кубити кои работат на собна температура, цените им се 9 000, 43 000 и 55 000 долари. Подалеку отидоа компаниите D-Wave и IBM кои направија квантни компјутери со околу 5 000 кубити за истражувачки потреби, а во квантната информатика се впуштија и Microsoft, Google, Amazon, IonQ, Xanadu, Rigetti Computing, Quantinuum, QCI...

Колку е оправдан ризикот дека општествено најкорисните случаи на употреба на квантните компјутери ќе имаат помал приоритет во однос со апликациите кои обезбедуваат комерцијални или геостратешки предности? Сè уште се открива како квантната информатика би можела да помогне во решавањето на целите за одржлив развој кои се однесуваат на климата, безбедноста на храната или здравјето. Некои од комерцијално попрофитабилните примени на оваа технологија можат да се преклопуваат, како што е истражувањето нови техники за развој на лекови или осмислување долготрајни батерии.

Се претпоставува дека квантната информатика ќе открие и други потенцијални апликации корисни за човештвото, кои досега беа занемарени заради недостаток на деловен интерес.