سازمان های علمی از کشورهای مختلف در حال کار بر روی ایجاد به اصطلاح. کامپیوترهای کوانتومی دستگاههای معماری خاص باید عملکرد بیشتری نشان داده و راه حل تعدادی از کارها را ساده کنند. کاملاً طبیعی است که صنایع نظامی و دفاعی در حال حاضر به چنین فناوری هایی علاقه مند هستند.
روند اجرا
اولین کامپیوترهایی که در بازار ظاهر شدند ، کامپیوترهای کوانتومی شرکت کانادایی D-Wave Systems بودند. از سال 2007 ، طیف وسیعی از پردازنده ها را بر اساس تعداد مختلف کیوبیت با قابلیت های مختلف معرفی کرده است. در این مورد ، ما در مورد یک کامپیوتر جهانی کامل صحبت نمی کنیم ، بلکه در مورد یک سیستم تخصصی برای حل مشکلات خاص صحبت می کنیم. با این حال ، در این مورد ، برتری بر سیستم های معماری "کلاسیک" نشان داده شد.
در سال 2011 ، یک کامپیوتر 128 کیوبیتی D-Wave One معرفی شد که تنها می تواند بهینه سازی گسسته را انجام دهد. به زودی قراردادی به ارزش بیش از 10 میلیون دلار با لاکهید مارتین برای تامین یک دستگاه و تعمیر و نگهداری بعدی آن منعقد شد. در ارتباطات خود ، سازمان مشتری اعلام کرد که از رایانه برای حل پیچیده ترین مشکلات و مشکلات در زمینه نرم افزار استفاده خواهد شد.
در سال 2013 ، لاکهید مارتین یک کامپیوتر جدیدتر D-Wave Two با پردازنده 512 کیوبیت سفارش داد. رایانه بعدی ، نوع دو ، به گروهی از سازمانها به رهبری ناسا برای یک پروژه مشترک فروخته شد. سومین قرارداد با لاکهید مارتین در سال 2015 منعقد شد و برای تحویل محصول D-Wave 2X ارائه شده بود که دارای 1152 کیوبیت است. سایر مشتریان شامل ناسا و آزمایشگاه ملی لوس آلاموس هستند. در ابتدای سال 2017 ، فروش کامپیوتر D -Wave 2000Q (2048 کیوبیت) آغاز شد - آنها دوباره به ناسا و سازمانهای مرتبط علاقه مند شدند. سیستم Advantage (5640 کیوبیت) امسال وارد بازار می شود.
در ماه ژوئن ، مشخص شد که مرکز محاسبات کوانتومی USC-Lockheed Martin بر اساس مدرسه فنی USC Viterbi در آینده نزدیک یک رایانه Advantage دریافت می کند. انتظار می رود که دریافت یک دستگاه قوی تر ، قابلیت های مرکز را برای انجام تحقیقات و ایجاد سیستم های عملی افزایش دهد. علاوه بر این ، رایانه جدید در مجموعه ابر کوانتومی Leap گنجانده خواهد شد.
علیرغم انتقادات و قابلیت های محدود ، رایانه های کوانتومی سیستم های D-Wave منعقد چندین قرارداد بوده و تقریباً 10 سال است که در سازمان های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. مشتری اصلی چنین تجهیزاتی لاکهید مارتین ، یکی از بزرگترین سازمانهای صنایع دفاعی بود که در همه زمینه های اصلی فعالیت می کرد. همچنین ، سازمانهای علمی و تحقیقاتی ، از جمله شاغل در زمینه کاربردی
آینده از دارپا
در مارس سال جاری ، آژانس دارپا پروژه کامپیوتر کوانتومی خود را آغاز کرد. در چارچوب برنامه ONISQ (بهینه سازی با کوانتوم مقیاس پر سر و صدا) ، برنامه ریزی شده است تا مسائل کلی ایجاد رایانه های جدید و سپس ایجاد نمونه های آماده مورد بررسی قرار گیرد. هفت "تیم" در این کار شرکت می کنند ، که در آن سازمان های علمی و طراحی شرکت می کنند.
اولین مرحله ONISQ یک سال و نیم طول خواهد کشید ؛ در چارچوب آن ، لازم است تکنیک ها و الگوریتم هایی برای حل مشکلات بهینه سازی ترکیبی توسعه داده شود. سپس مرحله دوم آغاز می شود که هدف آن بهبود محصولات و برنامه های ایجاد شده است. نتایج این برنامه می تواند در دو حوزه نظامی و غیرنظامی کاربرد داشته باشد.
دارپا این نکته را در نظر می گیرد که ایجاد رایانه کوانتومی جهانی یک کار بسیار دشوار است و بنابراین ، در حال حاضر ، آنها اهداف متوسط تری را تعیین می کنند. به طور خاص ، مجاز است شبیه سازهای یک سیستم کوانتومی بر اساس یک رایانه "معمولی" ایجاد شود یا یک معماری ترکیبی با تعداد محدود کیوبیت ایجاد شود.
دیدگاه روسیه
در سایر کشورها ، از جمله در روسیه ، توسعه محاسبات کوانتومی هنوز عقب مانده است.شبیه سازها و نمونه های اولیه با تعداد کمی کیوبیت در دسترس هستند و در حال استفاده هستند ، اما فروش تجاری و پذیرش انبوه هنوز راه زیادی با آنها فاصله دارد. با این حال ، اقدامات لازم در حال انجام است و نتایج مورد نظر در آینده نزدیک ظاهر می شود.
به عنوان مثال ، در سال 2018 ، بنیاد مطالعات پیشرفته روسیه پروژه "سیستم های نوری محاسبات کوانتومی" را راه اندازی کرد. به عنوان بخشی از این کار در 2018-2021. برنامه ریزی شده بود تا نمایشگرهای رایانه با 50 کیوبیت بر اساس اتم های خنثی و مدارهای نوری یکپارچه ایجاد شود. مجری اصلی پروژه دانشگاه دولتی مسکو است و تعدادی از سازمان های دیگر نیز در این کار شرکت دارند.
این کار هنوز به پایان نرسیده است ، اما در حال حاضر برنامه هایی برای معرفی فناوری های جدید در حال برنامه ریزی است. محاسبات کوانتومی یکی از زمینه های امیدوار کننده برنامه دولت اقتصاد دیجیتال است. کاملاً رایانه های جدید با افزایش کارایی در زمینه های مختلف صنعت و اقتصاد استفاده می شوند. در آینده ، پیشنهاد می شود ابزارهای رمزگذاری کوانتومی با افزایش ثبات ایجاد شود.
پروژه کنونی مورد توجه سازمانهای مختلف دولتی و تجاری است. بنابراین ، شرکت دولتی "روزاتوم" و برخی از سازمان های بزرگ دولتی و تجاری علاقه مند به دستیابی به رایانه های کوانتومی هستند. امکان معرفی آنها در صنایع دفاعی در حال بحث است - اما شرکتهای خاصی هنوز نامگذاری نشده اند. ظاهراً چنین مسائلی در آینده ، پس از ظهور نمونه های اولیه آماده حل می شود.
وظایف کاربردی
مزیت اصلی رایانه های کوانتومی نسبت به سیستم های سنتی افزایش عملکرد آنها است. با تشکر از این ، می توان از ماشین کوانتومی برای محاسبات سریعتر یا برای انجام کارهای خاصی استفاده کرد که در آن استفاده از وسایل دیگر غیر عملی است.
لاکهید مارتین چندین سال است که با محاسبات کوانتومی درگیر است. اطلاعات دقیق در مورد پیشرفت چنین کارهایی ، وظایف واقعی آنها و موفقیت های به دست آمده فاش نشد. در همان زمان ، داده های کلی در مورد اهداف و چشم اندازهای جهت منتشر شده است ، که اجازه می دهد نتیجه گیری های متفاوتی انجام شود.
منابع رسمی این شرکت به استفاده از رایانه های D-Wave Systems به عنوان یک ابزار تأیید نرم افزار اشاره کرده اند. هنگام نوشتن نرم افزار ، خطاهای خاصی ممکن است وجود داشته باشد ، جستجو و تصحیح آنها زمان و منابع زیادی از توسعه دهنده را می گیرد. یک کامپیوتر کوانتومی با سرعت بالا می تواند یک برنامه را در حداقل زمان آزمایش کرده و مشکلات موجود را شناسایی کند. در برخی موارد ، محاسبات کوانتومی قادر است با وظایفی که عملاً برای سیستم هایی با معماری های دیگر حل نشدنی است ، کنار بیاید.
مرور کد می تواند در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار گیرد. توسعه نرم افزار برای فناوری هوانوردی به عنوان مثال آورده شده است. رایانه کوانتومی روند آزمایش و بهبود برنامه ها را تسریع می کند و یک هواپیمای آماده و ایمن برای آزمایش آزاد می شود. رایانه های پرسرعت نیز برای محاسبات در صنعت فضایی مناسب هستند. در عرض چند میلی ثانیه ، D-Wave Two قادر است بسیاری از مسیرهای کشتی را محاسبه کرده و مسیر بهینه را انتخاب کند.
مسائل مربوط به عملکرد
لاکهید مارتین فقط دارای سیستم های کوانتومی با قابلیت های محدود است - رایانه های D -Wave تنها طیف محدودی از مشکلات را حل می کنند. در آینده ، ظهور سیستم های جهانی با کاربردهای وسیع پیش بینی می شود و این امر امکان استفاده کاملتر از سرعت ممکن را ممکن می سازد.
پردازش سریع حجم زیادی از داده ها یا انجام محاسبات پیچیده در مناطق مختلف صنعت دفاعی مورد نیاز است. معرفی رایانه های کوانتومی توسعه نرم افزار را ساده می کند ، طراحی ساختارهای مختلف را تسریع می کند و تعداد آزمایشات میدانی مورد نیاز را کاهش می دهد.عملکرد بالا می تواند هنگام ایجاد سیستم هایی با هوش مصنوعی برای اهداف مختلف مفید باشد - این منطقه برای شرکت های نظامی و دفاعی نیز مورد توجه است.
به طور کلی محاسبات کوانتومی و همچنین رایانه های عمومی یا تخصصی مورد توجه زیادی هستند و می توانند در زمینه های مختلف کاربردی پیدا کنند. معرفی چنین سیستم هایی ، همانطور که انتظار می رفت ، با بخش دفاعی آغاز شد و به احتمال زیاد ، این پیشرو در توسعه فناوری ها و طرح های جدید خواهد بود. انتظار می رود که ابزارهای کاملاً جدید محاسبات ، صنعت و ارتش را به طور جدی تحت تأثیر قرار دهد ، اما اینکه چنین نتایجی با چه سرعتی ظاهر می شود و چه تغییراتی به آن منجر می شود ، هنوز مشخص نیست.
