Tradycyjne komputery już widzą pogromcę. Nadchodzą komputery kwantowe

Ogromne moce obliczeniowe komputerów kwantowych można było dotąd wykorzystać tylko w ekstremalnie chłodzonych laboratoriach. Wiele wskazuje, że takie maszyny za kilka lat upowszechnią się na rynku.

Aktualizacja: 12.07.2023 12:07 Publikacja: 06.07.2023 03:30

Komputery kwantowe to jedna z największych innowacji ostatnich lat, która może zmienić sposób korzys

Komputery kwantowe to jedna z największych innowacji ostatnich lat, która może zmienić sposób korzystania z komputerów

Foto: Rocco Ceselin/Google

Ogłoszony niedawno przez IBM przełomowy eksperyment pokazał, że na uproszczonym modelu komputera kwantowego udało się obejść tzw. szum kwantowy – główną przeszkodę dla tej technologii (wprowadza błędy w obliczeniach). W efekcie komputery kwantowe wkrótce pokonają te zwykłe w użytecznych zadaniach, takich jak obliczanie właściwości materiałów czy interakcje cząstek elementarnych.

AI pomoże komputerom kwantowym

– Techniki „łagodzenia błędów” umożliwiły zespołowi wykonanie obliczeń kwantowych w skali, w której klasyczne komputery będą miały problemy – mówi „Nature” Katie Pizzolato, która kieruje grupą teorii kwantowej IBM w Yorktown Heights w Nowym Jorku.

Może to być przełom w wykorzystaniu komputerów kwantowych np. do szybszego rozwoju uczenia maszynowego. Niedawno superkomputer kwantowy Jiuzhang w niecałą sekundę poradził sobie z zadaniem, którego rozwiązanie klasycznemu superkomputerowi zajęłoby niecałe pięć lat. – Dużo większa moc obliczeniowa komputerów kwantowych pozwoli na znacznie bardziej kompleksowe zasilenie modeli uczenia maszynowego – mówi Anna Nowak, ekspert ds. kreatywnej technologii, dentsu Creative. – Jeśli chodzi o przełożenie rozwijanych algorytmów na wyeliminowanie problemów związanych z upowszechnieniem i szerszym wykorzystaniem, a także zabezpieczeniem komputerów kwantowych, jest to proces, który postępuje już od dłuższego czasu – dodaje.

Czytaj więcej

Sukces prac nad komputerami kwantowymi. Zbliża się przełom

Upowszechnienie popularnych narzędzi opartych np. na generatywnej sztucznej inteligencji jest czymś zupełnie innym niż algorytmy uczenia maszynowego wspierające procesy obliczeniowe.

Kilka lat temu komputery kwantowe pojawiły się jako zwiastun przełomu technologicznego. Ich rozwój napotyka jednak na bariery i często budzi wątpliwości. Na razie nie wyszły poza projekty badawcze, ponieważ wymagają specjalnych warunków, jak chłodzenie na granicy temperatury zera bezwzględnego.

– Duże przełomy w danej technologii dzieją się zazwyczaj w okresie 7–8 lat. Regulatorzy działają post factum i wdrażają legislacje dopiero po tym, jak technologia znajdzie szeroką aplikację. W grudniu zeszłego roku senat USA przegłosował, a prezydent Biden podpisał Quantum Computing Cybersecurity Act. Zakładam, że i Senat, i prezydent wiedzą nieco więcej na temat postępu w tej dziedzinie – mówi Maciej Gastoł, prezes Going. – Spodziewałbym się więc przełomu w krótkim horyzoncie czasowym, przynajmniej w dziedzinie kryptografii. Czy AI może w tym pomóc? Pomogło w odkrywaniu nowych białek, więc być może podsunie naukowcom rozwiązania przyspieszające rozwój technologii kwantowych – dodaje.

Jak działa komputer kwantowy

Komputery te wykorzystują zjawiska kwantowe, takie jak jednoczesna „superpozycja” dwóch stanów i wielu obiektów do dzielenia wspólnego stanu kwantowego, co fizycy nazywają splątaniem. Kubity są kwantowym odpowiednikiem bitów zwykłych komputerów. IBM czy Google kodują każdy kubit w małym obwodzie nadprzewodzącym. Aby można było przeprowadzić obliczenia, kubity muszą utrzymywać stan kwantowy wystarczająco długo. Kluczowym wysiłkiem jest więc wydłużanie żywotności kubitów.

Układ Eagle ma 127 kubitów, ale IBM spodziewa się zaprezentować swój najpotężniejszy procesor, 1121-kubitowy układ Condor, jeszcze w tym roku. Firma ma również procesory z maksymalnie 4158 kubitami w fazie rozwoju. Jay Gambetta, szef działu technologii kwantowej w IBM, przekonuje, że aby osiągnąć cel zbudowania 100 000 kubitowych maszyn do 2033 r., naukowcy będą musieli rozwiązać jeszcze istotne problemy techniczne.

Czytaj więcej

CIA ujawniła, że badała możliwość podróży w czasie i obcowania z innymi istotami

– Zauważalne jest rosnące zapotrzebowanie na przetwarzanie ogromnych ilości danych, szybkie generowanie skomplikowanych symulacji oraz natychmiastowe reagowanie na potencjalne niebezpieczeństwa. Wraz z rosnącym popytem na „większe, lepsze i dokładniejsze” obliczenia sprawi to, że standardowe komputery zostaną doprowadzone do granic swoich możliwości, a ta perspektywa już dziś nadaje tempa pracom nad komputerami kwantowymi – mówi Joanna Witek, Product Lead, Finiata.

– W różnych gałęziach gospodarki komputery kwantowe będą rozwiązywać wiele problemów. W sektorze kredytowym taki rozwój oznaczałby skok efektywności i dokładności obliczeń poprzez zarządzanie znacznie bardziej złożonymi modelami, a co za tym idzie przyspieszenie oceny zdolności kredytowej i dokładniejszą jej analizę, a także możliwość natychmiastowego reagowania na zagrożenia – dodaje.

Wielkie inwestycje w komputery kwantowe

Obecnie inwestorzy kupują akcje firm zajmujących się technologią kwantową w nadziei, że ich wartość wzrośnie, nawet jeśli nie mają one jeszcze udowodnionego modelu biznesowego lub stabilnych przychodów. Dodatkowo wielkie korporacje, jak Google, IBM czy Microsoft, inwestują znaczące środki w rozwój technologii kwantowych. To może być postrzegane jako wsparcie i legitymizacja tej technologii, co prowadzi do dalszego wzrostu zainteresowania. Podobnie jak boom na sztuczną inteligencję, który może być również jednym z argumentów na rzecz szybszego rozwoju technologii kwantowej.

– Na dziś postęp w rozwoju AI nie jest bezpośrednio skorelowany z możliwościami obliczeniowymi komputerów kwantowych. Struktura interfejsów obsługi takich komputerów jest nadal we wczesnym, żeby nie powiedzieć, raczkującym, stadium. I o ile istnieją już moce obliczeniowe, z których można by korzystać, o tyle ich praktyczne zastosowanie jest jeszcze na bardzo wczesnym etapie adaptacji – mówi Daniel Świątkowski, prezes Hexe Capital. – Natomiast w kolejnych latach przybędzie podmiotów, w tym jednostek naukowych, które zauważalnie poszerzą ten dostęp, i w moim głębokim przekonaniu w perspektywie najbliższych 5–10 lat komercyjne zastosowanie komputerów kwantowych się zwiększy – dodaje.

Technologie
Brytyjczycy chcą dostarczyć broń laserową dla Ukrainy. Jest jednak pewien problem
Materiał Promocyjny
Tajniki oszczędnościowych obligacji skarbowych. Możliwości na różne potrzeby
Technologie
Naukowcy opracowali „inteligentny” płyn. Ma odmienić robotykę i motoryzację
Technologie
Przełomowy projekt w kosmosie. Stacja wielkości stadionu zostanie... nadmuchana.
Technologie
Nowy szczyt absurdu: uczeń pisze pracę, nauczyciel ją sprawdza. Za obu robi to AI
Materiał Promocyjny
Naukowa Fundacja Polpharmy ogłasza start XXIII edycji Konkursu o Grant Fundacji
Technologie
Sztuczna inteligencja może doprowadzić do wymierania języków. Polski jest zagrożony?