Crearea de medicamente farmaceutice revoluționare, testarea de noi materiale pentru automobile și simularea modului în care scenariile de piață pot afecta băncile — acestea sunt doar câteva dintre sarcinile a căror dezvoltare ar putea dura luni sau ani, chiar și cu cele mai avansate computere.
Dar ce s-ar întâmpla dacă acest interval de timp ar putea fi redus la câteva minute sau chiar la câteva ore?
Aceasta este promisiunea din spatele calculului cuantic, un domeniu studiat de zeci de ani care a stârnit un interes tot mai mare - și investiții - atât din partea giganților tehnologici, cât și a startup-urilor, scrie CNN.
Miercuri, IBM a dezvăluit noul său procesor experimental Loon și cipul de calcul cuantic Nighthawk, care poate efectua calcule mai complexe decât predecesorul său. În ultimii doi ani, Google, Microsoft și alte companii de tehnologie au făcut anunțuri legate de tehnologia cuantică.
Conform McKinsey & Company , calculul cuantic ar putea duce la o creștere de 1,3 trilioane de dolari a valorii în anumite industrii până în 2035, și pe bună dreptate. Experții cred că calculul cuantic ar putea duce la progrese în domenii precum criptografia, finanțele, știința și transporturile, iar IBM afirmă că tehnologia ar putea rezolva unele probleme în câteva minute sau ore, probleme care, în mod normal, ar dura mii de ani pentru computerele non-cuantice.
Dar mai este un drum lung în față. Dezvoltarea tehnologiei informaticii cuantice nu înseamnă doar modernizarea computerelor existente. Este o abordare complet separată a informaticii, care se bazează pe principiile fizicii cuantice.
„Un avion de vânătoare nu este un Ferrari mai rapid pentru că are aripi”, a spus Sridhar Tayur, profesor la Tepper School of Business din cadrul Universității Carnegie Mellon. „Calculatorul cuantic nu este doar un computer clasic mai rapid, pentru că funcționează pe un principiu diferit.”
Ce face computerele cuantice să fie diferite?
Calculatoarele stochează și procesează informații folosind un limbaj alcătuit din zero și unu, cunoscuți și sub numele de „biți”. Însă informatica cuantică folosește „biți cuantici”, cunoscuți și sub numele de „qubiți”. În loc să fie fie zero, fie unu, qubiții se pot comporta simultan ca zero sau unu și pot exista în stări între zero și unu, permițându-le să proceseze informațiile mult mai rapid.
Imaginați-vă o monedă care cade pe dos, așa cum a explicat Anna Stewart de la CNN. Biții reprezintă moneda atunci când cade pe cap sau pe pajură, în timp ce qubiții reprezintă moneda atunci când se rotește între cap și pajură sau dacă moneda ar putea reprezenta simultan cap și pajură.
Dar nu vă așteptați ca computerele cuantice să vă înlocuiască laptopul sau smartphone-ul. În schimb, aceste tipuri de computere sunt ideale pentru rezolvarea problemelor de ansamblu care implică chimie și matematică, ceea ce le face potențial revoluționare în domenii precum sănătatea, studiile de mediu, finanțele, știința materialelor și criptografia.
BMW Group și Airbus, de exemplu, colaborează cu startup-ul de calcul cuantic Quantinuum pentru a studia modul în care tehnologia ar putea fi utilizată în dezvoltarea pilelor de combustie. Între timp, Accenture Labs, firma de biotehnologie Biogen și compania de calcul cuantic 1QBit colaborează la cercetări legate de descoperirea de medicamente. Calculatoarele cuantice pot compara molecule mult mai mari decât cele pe care le pot calcula computerele clasice, a declarat Accenture pe site-ul său web.
„Marea speranță este ca un computer cuantic să poată simula orice fel de experiment chimic sau biologic pe care l-ați face în laborator”, a declarat Anand Natarajan, profesor asociat de inginerie electrică și informatică la MIT.
Calculul cuantic ar putea avea o influență extrem de mare în domeniul criptografiei și al securității cibernetice, deoarece poate fi folosit pentru a sparge codurile folosite pentru protejarea datelor, a declarat Natarajan
„Deci, aceasta este, de asemenea, o motivație majoră, să ne asigurăm că adversarii noștri nu pot face acest lucru și că avem această capacitate”, a spus el.
Wall Street Journal a relatat în octombrie că o serie de companii de calcul cuantic discutau potențiale acorduri cu Departamentul Comerțului care ar oferi finanțare federală în schimbul unei participații la capital.
Când a fost rugat să comenteze, un purtător de cuvânt al Departamentului Comerțului a declarat pentru CNN că „în prezent nu negociază participații la acțiuni cu companii de calcul cuantic”.
Cursa pentru descifrarea calculului cuantic
Însă industria are de depășit un val de provocări înainte ca informatica cuantică să poată rezolva dilemele moderne. De exemplu, qubiții sunt extrem de fragili, ceea ce îi face foarte susceptibili la factori externi precum schimbările de temperatură sau lumină.
Noul procesor experimental Loon de la IBM încearcă să depășească acest obstacol demonstrând că există componentele necesare pentru a construi un computer cuantic tolerant la erori la scară largă, care poate funcționa eficient chiar și atunci când sunt prezente erori. Este un pas important, deoarece erorile sunt inevitabile, având în vedere că qubiții sunt atât de susceptibili la interferențe.
„Dacă doar aș vibra o masă, aș distruge computerele noastre cuantice. Dacă pătrunde puțină lumină acolo, o poate deteriora”, a spus Jay Gambetta, director de cercetare la IBM.
Între timp, noul cip Nighthawk de la IBM poate rula „porți” mai complicate, potrivit lui Gambetta. Porțile sunt „blocurile de construcție” pe care computerele cuantice le folosesc pentru a procesa informații, așa cum le descrie Institutul Național de Standarde și Tehnologie .
IBM este doar un concurent în cursa calculului cuantic. Microsoft a introdus în februarie cipul său de calcul cuantic Majorana 1. Acest cip conține un material special despre care compania spune că poate crea o nouă stare a materiei, capabilă să producă qubiți mai stabili. Google a dezvăluit în decembrie cipul său de calcul cuantic Willow , despre care spune că reduce erorile pe măsură ce sunt utilizați mai mulți qubiți și poate face în cinci minute ceea ce i-ar lua unui computer clasic 10 septilioane de ani.
Mai sunt încă niște drumuri de parcurs
Încă nu se știe când anume va atinge potențialul maxim al calculului cuantic.
Natarajan consideră că probabil mai suntem încă la un deceniu sau două distanță. McKinsey a declarat că 72% dintre directorii din domeniul tehnologiei, investitorii și cadrele universitare cu care a vorbit spun că un computer cuantic complet tolerant la erori ar putea apărea până în 2035. IBM se așteaptă să ajungă la calculul cuantic tolerant la erori până la sfârșitul deceniului.
Dar când se întâmplă, beneficiile ar putea fi extraordinare.
„În acest moment, într-un fel... încercăm să facem operații pe creier folosind o lingură și o furculiță. Dar, în mod ideal, pentru a face o operație pe creier, ar fi nevoie de instrumente mult mai rafinate”, a spus Tayur de la Carnegie Mellon. „Iar aceste instrumente mult mai rafinate sunt una dintre promisiunile computerului cuantic.”
Ştiri video recomandate
