Mokslinės organizacijos iš įvairių šalių dirba kurdamos vadinamąsias. kvantiniai kompiuteriai. Ypatingos architektūros įrenginiai turėtų rodyti didesnį našumą ir supaprastinti daugelio užduočių sprendimą. Visiškai natūralu, kad kariuomenė ir gynybos pramonė jau domisi tokiomis technologijomis.
Įgyvendinimo procesas
Pirmieji rinkoje pasirodė Kanados bendrovės „D-Wave Systems“kvantiniai kompiuteriai. Nuo 2007 m. Ji pristatė daugybę procesorių, pagrįstų skirtingu kubitų skaičiumi ir skirtingomis galimybėmis. Šiuo atveju kalbame ne apie visavertį universalų kompiuterį, o apie specializuotą sistemą, skirtą konkrečioms problemoms spręsti. Tačiau šiuo atveju buvo parodytas pranašumas prieš „klasikinės“architektūros sistemas.
2011 metais buvo pristatytas 128 kbitų „D-Wave One“kompiuteris, galintis atlikti tik atskirą optimizavimą. Netrukus su „Lockheed Martin“buvo sudaryta daugiau nei 10 milijonų dolerių vertės sutartis dėl vienos mašinos tiekimo ir tolesnės priežiūros. Bendraudama su klientais organizacija nurodė, kad kompiuteris bus naudojamas sudėtingiausioms programinės įrangos srities problemoms spręsti.
2013 metais „Lockheed-Martin“užsakė naujesnį „D-Wave Two“kompiuterį su 512 kvbitų procesoriumi. Kitas kompiuteris, antro tipo, buvo parduotas organizacijų grupei, vadovaujamai NASA bendram projektui. Trečioji sutartis su „Lockheed Martin“buvo pasirašyta 2015 m. Kiti klientai yra NASA ir Los Alamos nacionalinė laboratorija. 2017 metų pradžioje prasidėjo „D -Wave 2000Q“kompiuterio (2048 kubitų) pardavimas - jie vėl susidomėjo NASA ir susijusiomis organizacijomis. Šiais metais į rinką ateina „Advantage“sistema (5640 kubitų).
Birželio mėnesį tapo žinoma, kad „USC-Lockheed Martin“kvantinių skaičiavimų centras, paremtas „USC Viterbi“technikos mokykla, artimiausiu metu gaus „Advantage“kompiuterį. Tikimasi, kad gavus galingesnę mašiną, centras išplės galimybes atlikti tyrimus ir kurti praktines sistemas. Be to, naujasis kompiuteris bus įtrauktas į „Leap“kvantinių debesų kompleksą.
Nepaisant kritikos ir ribotų galimybių, „D-Wave Systems“kvantiniams kompiuteriams buvo sudarytos kelios sutartys ir jie buvo naudojami įvairiose organizacijose beveik 10 metų. Pagrindinis tokios įrangos klientas buvo „Lockheed Martin“, viena didžiausių gynybos pramonės organizacijų, veikianti visose pagrindinėse srityse. Taip pat mokslo ir tyrimų organizacijos, įskaitant. dirba taikomojoje srityje.
Ateitis iš DARPA
Šių metų kovą agentūra DARPA pradėjo savo kvantinio kompiuterio projektą. Vykdant programą ONISQ (Optimization with Noisy Intermediate-Scale Quantum), planuojama išsiaiškinti bendruosius naujų kompiuterių kūrimo klausimus, o po to sukurti paruoštus pavyzdžius. Darbe dalyvauja septynios „komandos“, kuriose dalyvauja mokslo ir dizaino organizacijos.
Pirmasis ONISQ etapas truks pusantrų metų; jo rėmuose būtina sukurti kombinatorinio optimizavimo problemų sprendimo metodus ir algoritmus. Tada prasidės antrasis etapas, kurio tikslas bus tobulinti sukurtus produktus ir programas. Programos rezultatai gali būti pritaikyti tiek karinėje, tiek civilinėje srityse.
DARPA atsižvelgia į tai, kad sukurti universalų kvantinį kompiuterį yra nepaprastai sudėtinga užduotis, todėl kol kas jie kelia kuklesnius tikslus. Visų pirma leidžiama sukurti kvantinės sistemos simuliatorius, pagrįstus „įprastu“kompiuteriu, arba sukurti hibridinę architektūrą su ribotu kubitų skaičiumi.
Rusijos perspektyva
Kitose šalyse, įsk. Rusijoje kvantinio skaičiavimo plėtra vis dar atsilieka. Simuliatoriai ir prototipai su nedideliu kiekiu kubitų yra ir yra naudojami, tačiau komerciniai pardavimai ir masinis priėmimas dar toli. Tačiau imamasi reikiamų priemonių, o norimi rezultatai pasirodys artimiausiu metu.
Pavyzdžiui, 2018 metais Rusijos pažangių studijų fondas pradėjo projektą „Kvantinių kompiuterių optinės sistemos“. Kaip šio darbo dalis 2018–2021 m. buvo planuojama sukurti 50 kubitų kompiuterių, pagrįstų neutraliais atomais ir integruotais optiniais grandynais, demonstratorius. Pagrindinis projekto vykdytojas yra Maskvos valstybinis universitetas, į darbą taip pat įtraukta nemažai kitų organizacijų.
Darbai dar nebaigti, tačiau jau planuojama diegti naujas technologijas. Kvantiniai skaičiavimai yra viena iš perspektyvių skaitmeninės ekonomikos valstybinės programos sričių. Iš esmės nauji kompiuteriai, turintys didesnį našumą, bus naudojami įvairiose pramonės ir ekonomikos srityse. Ateityje siūloma sukurti padidinto stabilumo kvantinio šifravimo priemones.
Dabartinis projektas domina įvairias vyriausybines ir komercines organizacijas. Taigi valstybinė korporacija „Rosatom“ir kai kurios didelės valstybinės ir komercinės organizacijos yra suinteresuotos gauti kvantinius kompiuterius. Svarstoma galimybė juos įvesti gynybos pramonėje, tačiau konkrečios įmonės dar neįvardytos. Matyt, tokie klausimai bus išspręsti ateityje, pasirodžius gataviems prototipams.
Taikomos užduotys
Pagrindinis kvantinių kompiuterių pranašumas, palyginti su tradicinėmis sistemomis, yra padidėjęs jų našumas. Dėl šios priežasties kvantinė mašina gali būti naudojama greitesniems skaičiavimams arba konkretiems darbams atlikti, kai kitų priemonių naudojimas yra nepraktiškas.
„Lockheed Martin“jau keletą metų užsiima kvantiniais skaičiavimais. Išsami informacija apie tokių darbų eigą, realias užduotis ir pasiektas sėkmes nebuvo atskleista. Tuo pat metu buvo paskelbti bendri duomenys apie krypties tikslus ir perspektyvas, o tai leidžia daryti skirtingas išvadas.
Bendrovės oficialiuose šaltiniuose minimas kompiuterių iš „D-Wave Systems“naudojimas kaip programinės įrangos tikrinimo priemonė. Rašant programinę įrangą galimos tam tikros klaidos, kurių paieška ir taisymas atima daug kūrėjo laiko ir išteklių. Greitasis kvantinis kompiuteris gali išbandyti programą per minimalų laiką ir nustatyti esamas problemas. Kai kuriais atvejais kvantinis kompiuteris gali susidoroti su užduotimis, kurios praktiškai neišsprendžiamos su kitomis architektūromis.
Kodo peržiūra gali būti naudojama įvairiose srityse. Kaip pavyzdys pateikiamas aviacijos technologijų programinės įrangos kūrimas. Kvantinis kompiuteris paspartins programų testavimo ir tobulinimo procesą, o bandymui bus išleista paruošta ir saugi plokštuma. Spartieji kompiuteriai taip pat tinka skaičiavimams kosmoso pramonėje. Per kelias milisekundes „D-Wave Two“gali apskaičiuoti daugybę laivo trajektorijų ir pasirinkti optimalią.
Veiklos problemos
„Lockheed Martin“turi tik ribotas galimybes turinčias kvantines sistemas - „D -Wave“kompiuteriai išsprendžia tik siaurą spektrą problemų. Ateityje tikimasi, kad atsiras universalių sistemų su plačiomis taikymo sritimis, ir tai leis visapusiškai išnaudoti galimą greitį.
Įvairiose gynybos pramonės srityse reikia greitai apdoroti didelius duomenų kiekius arba atlikti sudėtingus skaičiavimus. Kvantinių kompiuterių įdiegimas supaprastins programinės įrangos kūrimą, pagreitins įvairių konstrukcijų projektavimą ir sumažins reikalingų lauko bandymų skaičių. Didelis našumas gali būti naudingas kuriant sistemas su dirbtiniu intelektu įvairiems tikslams - ši sritis taip pat domina karines ir gynybos įmones.
Apskritai, kvantiniai skaičiavimai, taip pat bendrosios paskirties ar specializuoti kompiuteriai yra labai įdomūs ir gali rasti pritaikymų įvairiose srityse. Tokių sistemų diegimas, kaip ir tikėtasi, prasidėjo gynybos sektoriuje ir, greičiausiai, jis bus lyderis kuriant naujesnes technologijas ir dizainą. Tikimasi, kad iš esmės naujos skaičiavimo priemonės rimtai paveiks pramonę ir kariuomenę, tačiau kaip greitai tokie rezultatai pasirodys ir kokie pokyčiai lems, kol kas neaišku.
