IBM Q System One: pierwszy na świecie w pełni zintegrowany komputer kwantowy

Komputery, choć wydają się proste, ich możliwości i szybkość kalibracji problemów i równań są czymś nieosiągalnym dla ludzkiego mózgu. Komputer, jak mogłoby się wydawać, to nie tylko medium oferujące szereg zastosowań, ale po prostu kalkulator. Dajesz polecenie komputerowi, on podaje to polecenie do jednostki przetwarzającej. Który jest następnie ładowany, przetwarzany i kalibrowany przed uzyskaniem pożądanego rezultatu. Chociaż komputer zdecydowanie działa na ludzkich poleceniach, jego zdolność do przetwarzania polecenia i kalibrowania go bez ryzyka ręcznego błędu sprawia, że ​​maszyna jest bardziej wydajna od nas. Podczas gdy klasyczne komputery od dawna pomagają nam w obliczeniach w prawdziwym życiu, potrzeba postępu technologicznego i budowania światowej społeczności opartej na technologii, podniósł wymagania dotyczące bardziej zaawansowanych rozwiązań naszych problemów obliczeniowych w różnych dziedzinach wiedzy. A ponieważ te problemy są zbyt trudne do skalibrowania dla klasycznego komputera, naukowcy zwrócili się ku informatyce kwantowej.

Amerykański producent systemów komputerowych IBM niedawno ujawnił coś, co twierdzi, że jest „pierwszą na świecie zintegrowaną maszyną do obliczeń kwantowych”, o nazwie IBM Q System One. Co to jest Q System One? Jaką stawkę ma w tym IBM? Co to może oznaczać dla przyszłości systemów komputerowych? Przyjmijmy to „krok po bicie”.

Przeczytaj także:-

Czy komputery kwantowe są niebezpieczne? Czy komputery kwantowe są najlepszą technologią obliczeniową, jaką ludzkość mogła kiedykolwiek uzyskać? A może zamierzają przejąć kontrolę nad naszym cyberbezpieczeństwem? Odnaleźć...

Obliczenia kwantowe w pigułce

Obraz: zhakowany

Więc wszyscy nauczyliście się liczb binarnych w szkole, prawda? Język, który rozumieją komputery? Dzwonisz w jakieś dzwonki? Klasyczny komputer nie akceptuje ani nie rozumie poleceń pisanych słownie. Wszystko, co robisz na komputerze, jest przechowywane w jego pamięci jako informacja w postaci jednostek binarnych, składających się tylko z zer i jedynek. Tak więc klasyczny komputer wykonuje wszystkie obliczenia binarnie. Ponieważ jednostką binarną może być 0 lub 1, zasięg złożoności obliczeniowej, którą komputer może obsłużyć lub zaakceptować, jest również ograniczony. Zawsze istnieją testy porównawcze, których komputer nie może osiągnąć z powodu ograniczeń jego algorytmów do przetwarzania i przechowywania informacji powyżej określonego limitu i złożoności.

Obraz: Forbes

W tym miejscu pojawia się informatyka kwantowa. Obliczenia kwantowe opierają się na prawach mechaniki kwantowej, gdzie nauka badana jest pod kątem cząstek cząstek o znacznie mniejszych rozmiarach i skali, w rzeczywistości mniejszych niż atom. Takie cząstki nazywane są cząstkami subatomowymi lub cząstkami kwantowymi. Rozważmy teraz, że te subatomowe cząstki są bitami komputerowymi. W obliczeniach kwantowych informacje otrzymane przez komputer można dalej manipulować na bardziej złożone i mniejsze bity.

Można tego dokonać za pomocą zjawiska zwanego splątaniem kwantowym; nakładanie się bitów binarnych na siebie w celu utworzenia połączonych, sparowanych lub zgrupowanych bitów informacji. Sparowane bity mają tendencję do przetwarzania bardziej złożonych i skomplikowanych informacji w celu kalibracji, ponieważ mogą istnieć w więcej niż jednym stanie, w przeciwieństwie do form binarnych. Te splątane bity, zależne od swoich właściwości, nazywane są kubitami.

Przetwarzanie kwantowe zasadniczo przenosi badanie komputerów na mniejszą skalę. Para binarnych bitów 0 i 1 w stanie kwantowym może tworzyć cztery stany ucieleśnione, jeśli zostaną nałożone. Podobnie trzy kubity o wartości 0 i 1 można sparować w ośmiu różnych stanach. Teraz wyobraź sobie ich setki; dałoby ci pary stanów, które przekraczałyby liczbę cząstek we wszechświecie. To jest zakres obliczeń kwantowych.

Co mogą nam zaoferować obliczenia kwantowe?

Obraz: TechFunnel

Zawsze słyszymy szereg prognoz dotyczących udziału w rynku, sporcie, światowej lub krajowej gospodarce, badaniach medycznych i pogodzie. Prognozy te kierują naszymi codziennymi decyzjami życiowymi i kształtują ogromną część naszej przyszłości. Ale skąd bierzemy te prognozy? Obliczenie. Oprogramowanie i maszyny komputerowe obsługujące przychodzące dane i informacje o algorytmach matematycznych w celu określenia lub oszacowania, jak może wyglądać przyszłość danej dziedziny.

Dane z prądów oceanicznych określają, jakiej pogody możemy się jutro spodziewać. Rezonanse magnetyczne w szpitalach pozwalają lekarzom znaleźć najlepsze leczenie dla pacjenta. Obecne decyzje konglomeratów biznesowych pozwalają analitykom finansowym manipulować wykresami akcji i zmieniać kształt przyszłej gospodarki. Jednak wciąż istnieje wiele złożonych problemów obliczeniowych, które są daleko poza zrozumieniem jakiegokolwiek klasycznego komputera lub mocy mózgu na Ziemi. Obliczenia kwantowe mogą być zaawansowanym ulepszeniem tego, co znamy z analizy obliczeniowej. Pogoda i stan finansowy będą dostępne szybciej, niż kiedykolwiek będziemy musieli ponieść ich konsekwencje.

Lekarze i chirurdzy mogliby dokonywać nowych odkryć i na zawsze zmieniać sposób podawania leków. Bylibyśmy w stanie zoptymalizować wszystkie zasoby i całkowicie usunąć odpady; ręczne błędy w obliczeniach i algorytmach przestałyby istnieć; co więcej, moglibyśmy być w stanie rozszyfrować występowanie przyrody i jej zjawiska, ponieważ sama natura opiera się na właściwościach cząstek subatomowych.

Dlaczego twórcy komputerów zajęli się obliczeniami kwantowymi?

Obraz: Przegląd technologii

Cóż, jednym z powodów może być wyścig o ustanowienie monopolu i zdominowanie technologii świata. W społeczeństwie zależnym od technologii, w którym żyjemy, przekazaliśmy już wiele danych osobowych na swój temat najlepszym korporacjom technologicznym i finansowanym przez państwo projektom technologicznym. Ten, kto prowadzi taką technologię, praktycznie dominuje nad światem. Obliczenia kwantowe to kolejna wielka rzecz wśród przyszłych technologii po sztucznej inteligencji. Korporacja, która oferowałaby najlepszą analizę kwantową i obliczenia, miałaby dostęp do wszelkiego rodzaju danych korporacyjnych, rządowych i osobistych w odniesieniu do różnych dziedzin pracy. Każdy, kto posiada te informacje, miałby możliwość podejmowania najlepszych decyzji dla siebie i zawsze pozostawałby na szczycie, bez względu na wszystko.

Obraz: BlueWire

Innym może być zarabianie pieniędzy. Nie każda korporacja oferuje usługi obliczeń kwantowych do użytku komercyjnego i korporacyjnego, a mniej niż garstka z nich osiągnęła etap, w którym może faktycznie wykonywać eksperymentalne obliczenia kwantowe. Jeśli więc można taki projekt rozwinąć, z pewnością przyjmie inwestorów i inne osoby z pieniędzmi. Innym powodem mogą być badania nad paralelizmem i przekraczaniem granic kosmosu. Wydaje się, że to wizja jakiegoś szalonego naukowca, ale jeśli kubity i teorie mechaniki kwantowej, teoretycznie, mogą mieć możliwość uczenia się i rozwiązywania koncepcji przestrzeni kosmicznej, wciąż nieznanych badaczom kosmosu i reszcie świata.

Motywy mogą być nieskończone, ale zwycięstwo pod tym względem nie jest grą i każdy gracz próbujący rozwiązać obliczenia kwantowe musi bardzo dokładnie określić, czego chce od tych badań i osiągnięcia technologicznego.

IBM i jego badania nad obliczeniami kwantowymi

Obraz: IBM

Pierwsze przedsięwzięcie IBM w dziedzinie obliczeń kwantowych miało miejsce w 2016 r., kiedy uruchomiono IBM Initiative Q, inicjatywę na poziomie branżowym mającą na celu poprawę możliwości analizy obliczeniowej różnych korporacji w dziedzinie biznesu i nauki. IBM Q powstał z myślą o optymalizacji zasobów poprzez bezbłędną diagnostykę i analizę oraz wyznaczenie nowych standardów dla uczenia maszynowego. Inicjatywa skupiła się na poprawie decyzji finansowych i unowocześnieniu technik zarządzania ryzykiem na poziomie przedsiębiorstwa. Wkrótce przekształcił się w aktywny oddział IBM, świadczący usługi obliczeń kwantowych, umożliwiając dostęp do swojej sieci przedsiębiorstwom w chmurze. Dążenie do zmiany sposobu, w jaki biznes toczy się dzisiaj,

IBM Q System One: potężne wejście IBM do branży obliczeń kwantowych

Obraz: Sieć na Bliskim Wschodzie

W styczniu 2019 r. IBM po raz pierwszy ogłosił, że nowy IBM Q System One będzie wkrótce dostępny do zastosowań obliczeniowych dla przedsiębiorstw i został ostatecznie zaprezentowany w tym miesiącu, przyciągając różnych badaczy technologii i ekspertów w dziedzinie mechaniki kwantowej. System One to ogromny upgrade do oryginalnego Q, który oferował usługi analizy do 5 kubitów informacji. Nowy System One byłby w stanie oferować usługi analizy do 20 kubitów. W prostej matematyce byłby w stanie obliczyć pięć razy bardziej złożone problemy niż jego poprzednicy. Najnowszy gracz w dziedzinie obliczeń kwantowych ma już korporacje takie jak CERN i Fermilab jako potencjalnych klientów, którzy zarejestrowali się, aby korzystać z jego usług w chmurze. Nowo opracowany system jest w stanie resetować się szybciej niż jego poprzednik i jeśli jego kriostat jest odpowiednio konserwowany,

Przeczytaj także:-

Czy obliczenia kwantowe są bardziej przerażające niż sztuczna inteligencja? Te dwie są najpotężniejszymi technologiami, które pojawiają się stopniowo, ale która z nich jest bardziej przerażająca? Przeczytaj bloga...

Czy IBM Q System One to wielki krok w dziedzinie obliczeń kwantowych?

Obraz: Następna platforma

Wprowadzając go, IBM twierdził, że System One jest „pierwszym na świecie w pełni zintegrowanym” komputerem kwantowym, który może w niedalekiej przyszłości zmienić bieg ekonomii finansowej i analiz naukowych. IBM twierdzi, że System One może otworzyć drzwi do badań, które prowadzą do wszelkiego rodzaju odkryć naukowych i osiągają wysokie cele optymalizacji zasobów i planowania przedsiębiorstwa. Jednak to stwierdzenie wymagałoby wielu dyskusji, zanim moglibyśmy ostatecznie osądzić możliwości najnowszego wynalazku IBM. Obliczenia kwantowe zależą od praw mechaniki kwantowej i splątania kwantowego. Prawa te nigdy nie zostały naprawdę udowodnione w eksperymencie, nawet po szeroko zakrojonych badaniach prowadzonych przez ludzi nauki, takich jak Einstein i Schrodinger. Różne teorie wciąż lekceważą wiele koncepcji mechaniki kwantowej, a zatem IBM nie byłby w stanie rozwiązać tego wszystkiego za pomocą System One. Po drugie, chociaż IBM twierdzi, że dzięki temu zmieniłoby kurs komercyjnej analizy obliczeniowej, jest to po prostu zbyt skomplikowane, aby to osiągnąć. Jak dotąd komputery kwantowe dawały jedynie wyniki eksperymentalne, a System Jeden robiłby to samo. To, czy ich wdrożenie w rzeczywistych sytuacjach przemysłowych jest rzeczywiście wykonalne, czy nie, jest kwestią długiej analizy i teoretyzowania.

Zdjęcie: ExtremeTech

O Systemie One możemy powiedzieć, że z pewnością byłby on punktem odniesienia w dziedzinie badań nad obliczeniami kwantowymi, a jego eksperymentalne wyniki otworzyłyby nowe pomysły na odkrycie nowych możliwości samej informatyki kwantowej. Zamiast rozwiązywać problemy, System One najprawdopodobniej będzie działał jako badacz, który pomógłby nam dalej rozwijać narzędzia i techniki analizy kwantowej i iść naprzód w celu osiągnięcia skutecznej optymalizacji zasobów, analizy ryzyka i diagnozowania chorób za pomocą obliczeń kwantowych.

Dlaczego IBM Q System One może nie być maszyną ostateczną?

Obraz: Ekonomista

Ponieważ utrzymanie takiej maszyny przy użyciu technologii, którą zachowujemy dzisiaj, jest kwestią najwyższej delikatności, dbałości i aktywnego monitorowania. Komputer kwantowy musi być przechowywany w ujemnych temperaturach znacznie poniżej -100 stopni Celsjusza. Czemu? Ponieważ cząstki kwantowe są zniekształcone nawet przez najmniejsze fluktuacje i muszą być analizowane w stanie prawie stacjonarnym. Ponieważ System One został właśnie wprowadzony do użytku komercyjnego, nie wiemy, jak jest zdolny do utrzymania się przed takimi zniekształceniami. Co więcej, IBM prawdopodobnie zainwestuje wszystko w jedną eksperymentalną maszynę kwantową, co oznacza, że ​​ma z nią inne plany. Następnie kolejnym ważnym pytaniem jest niezawodność. Bez odpowiednich testów nawet IBM nie może twierdzić, że jest w stu procentach niezawodny do użytku komercyjnego.

Przeczytaj także:-

Jak przyspieszyć Firefox Quantum? Pomimo swojej nazwy, są chwile, kiedy Firefox Quantum może działać naprawdę wolno i powodować mnóstwo udręki. Jeśli jesteś...

Czy obliczenia kwantowe to dobry krok w kierunku finansowej przyszłości IBM?

Zdjęcie: Washington Post

Szczerze mówiąc, dla firmy, która ma ponad 100 lat, przyszłość finansowa nie byłaby najważniejsza, zanim się w coś zainteresuje. IBM opracował IBM Q System One nie sam, ale z pomocą badaczy, ekspertów architektury i projektantów z różnych organizacji międzynarodowych. Jeśli to zrobił, z pewnością jest świadomy tego, co robi i co musi zrobić z potencjalną przyszłością IBM Q System One. IBM wie, co może przynieść w przyszłości przetwarzanie kwantowe i komercjalizacja takich usług. Firma ostatnio nie zdołała przyciągnąć sprzedaży dzięki swoim popularnym produktom i usługom technologicznym, takim jak technologia mobilna i usługi internetowe. W tym wszystkim inwestowanie w badania, wiedzę, fundusze i przyszłe udziały w eksperymentalną technologię nie może być dla IBM próbą i błędem.

Czy istnieje jakieś ryzyko?

Zdjęcie: krzem w Wielkiej Brytanii

Kiedy ktoś zajmuje się tak zasilaną technologią, istnieją konsekwencje, które należy wziąć pod uwagę. Jak już wspomniano, pomyślne przejście od eksperymentalnych do możliwych do wdrożenia obliczeń kwantowych dałoby IBM monopol na inne korporacje i umieściłoby go w wewnętrznym kręgu dużych przedsiębiorstw, a być może w naszym życiu osobistym. Co więcej, w przypadku integracji AI, poddanie tak dużej ilości danych samouczącej się i samoanalizującej maszynie jest nie tylko ryzykiem, ale i prawdopodobnym zagrożeniem. Ponadto obliczenia kwantowe mogą być w stanie złamać techniki kryptograficzne, które można wykorzystać do powstrzymania cyberataków i zapewnienia bezpiecznej komunikacji. Ale jeśli zostanie użyty w odwrotny sposób, może zostać wykorzystany do włamania do zaszyfrowanych plików organów rządowych i badań korporacyjnych. Tak więc, jeśli IBM odniesie sukces,

 Jest za wcześnie, aby powiedzieć, co IBM może zrobić z Q System One, ale należy pamiętać, jakie konsekwencje może przynieść taka moc technologiczna wraz z sukcesem i postępem. Co więcej, całkowite zrezygnowanie z klasycznych komputerów do analizy obliczeniowej zajęłoby trochę więcej czasu, ponieważ nie każde przedsiębiorstwo może zdecydować się na usługi obliczeń kwantowych. Na razie IBM może stać się pierwszą korporacją, która utrzyma dochodowy biznes obliczeń kwantowych. Czy eksperymenty Q System One otworzą nowe drzwi produktywności, czy też niosą ryzyko ostatecznej eksplozji inteligencji i technologii maszyn?