Ahli kimia adalah yang pertama menghargai manfaat komputer kuantum

Komputer kuantum dari D-Wave

Perusahaan besar seperti Microsoft, Google, dan IBM sekarang sedang mengerjakan penciptaan sistem komputasi kuantum. Spesialis dari yang terakhir berhasil mengembangkan komputer kuantum 5-qubit. Sekarang IBM memberikan akses kepadanya sebagai layanan yang disebut IBM Quantum Experience . Benar, tidak semua pengembang dapat bekerja dengan komputer ini, tetapi program untuk itu sudah diterbitkan dan diletakkan di domain publik. Dipercaya bahwa sistem komputasi kuantum akan membuat sebagian besar algoritma enkripsi tradisional (RSA, DSA, ECDSA) menjadi tidak berguna, karena komputer kuantum yang menggunakan algoritma Shore dapat mengambil bahkan cipher yang paling kompleks dalam sepersekian detik.

Para pengembang komputer kuantum menjanjikan terobosan nyata, karena pertumbuhan kinerja komputer, di banyak bidang ilmiah. Fisika nuklir, matematika, kedokteran, kriptografi, dan kimia hanyalah sejumlah kecil industri di mana sistem seperti itu sangat berguna. Adapun kimia, ada kemungkinan bahwa komputer kuantum pertama akan mulai bekerja di daerah ini.

Mereka akan membantu para ilmuwan untuk mengembangkan senyawa kimia baru, untuk memahami fitur apa yang seharusnya dimiliki oleh superkonduktor suhu tinggi, dan untuk menciptakan obat baru yang efektif. Bahkan sistem kuantum kecil dapat membantu ahli kimia mempelajari berbagai senyawa kimia dan reaksi di antara mereka. Ahli kimia modern sekarang menggunakan komputer yang kuat untuk mensimulasikan berbagai reaksi kimia kompleks. Dan sistem komputasi kuantum akan memberi para ilmuwan alat yang jauh lebih efektif untuk bekerja di bidang ini.

Scott Crowder, juru bicara IBM, yakin bahwa ahli kimia akan menjadi yang pertama, jika bukan yang pertama, untuk menghargai manfaat komputer kuantum daripada sistem konvensional. Dan komputer kuantum kecil juga berguna di sini: "Kami percaya bahwa sistem kecil akan digunakan dalam kimia," kata Crowder.

Seperti disebutkan di atas, para ilmuwan telah lama menggunakan emulasi reaksi kimia dan senyawa individu untuk mengembangkan bahan baru, obat-obatan, membuat senyawa kimia yang belum pernah terjadi sebelumnya. Model komputer yang digunakan oleh para ilmuwan dapat mengurangi biaya percobaan dan mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk penelitian. Misalnya, dalam bidang seperti pembuatan antibiotik, spesialis perlu bertahun-tahun untuk mengembangkan dan membawa obat yang efektif ke pasar.

Sayangnya, kemampuan sistem modern, bahkan sangat produktif terbatas. Faktanya adalah bahwa komputer tradisional tidak dapat mensimulasikan beberapa kondisi mekanika kuantum ketika, misalnya, sebuah elektron hadir secara bersamaan di dua tempat. Komputer biasa dirancang untuk teknologi biner, di mana membuka atau menutup gerbang semikonduktor berarti satu atau nol. Adapun sistem kuantum, mereka menggunakan konsep mekanika kuantum seperti superposisi dan keterjeratan.

Alan Aspuru -Guzik, seorang profesor kimia di Harvard, percaya bahwa hanya dengan bantuan sistem seperti itu seseorang dapat memperoleh terobosan nyata dalam bidang pembuatan molekul bercahaya untuk tampilan atau baterai isi ulang jenis baru. Sekarang ilmuwan dan anggota timnya sedang mencari molekul dan zat yang diperlukan, tetapi mereka harus bekerja "secara manual", menggunakan metode coba-coba, memilih senyawa dan bahan yang diperlukan. Komputer kuantum dapat secara signifikan meningkatkan efisiensi kerja semacam itu.



Munculnya sistem seperti itu dalam kehidupan kita adalah masalah waktu dekat. Seperti yang disebutkan di atas, IBM telah mengembangkan komputer kuantum 5-qubit. Google membeli sistem seperti itu dari D-Wave, melanjutkan pengembangannya sendiri. Selama beberapa tahun, spesialis korporasi mempelajari metode anil kuantum dan kemungkinan penerapannya.

Microsoft juga telah mencapai beberapa keberhasilan di bidang ini, yang merupakan pendukung komputer kuantum yang relatif sederhana. Selain itu, spesialis perusahaan sedang mengembangkan sistem hibrida, dengan metode tradisional perhitungan dan "isian" kuantum, yang memungkinkan untuk mensimulasikan berlalunya reaksi kimia. Microsoft mengatakan spesialis perusahaan ingin mencari superkonduktor suhu tinggi.

Jika para ilmuwan benar-benar berhasil membuat komputer kuantum yang berfungsi, tentu akan sangat diminati. Bagaimanapun, hanya sistem jenis ini yang benar-benar dapat mengubah dunia. Jadi, komputer kuantum dapat secara sangat efektif menyelesaikan apa yang disebut "masalah salesman keliling" , yang terdiri dari menemukan rute paling menguntungkan yang melewati kota-kota ini setidaknya sekali dengan pengembalian berikutnya ke kota asli. Kelas baru dari sistem komputasi akan mengoptimalkan proses bisnis, mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi iklim di wilayah tertentu, atau melakukan banyak tugas lain, termasuk bidang-bidang seperti pembelajaran mesin.

Menurut Chris Monroe , seorang profesor di Universitas Maryland dan salah satu pendiri "startup kuantum" IOnQ, "komputasi kuantum sekarang berada pada tahap pengembangan yang sama dengan transistor pertama pada masa mereka. Dan area ini secara bertahap berkembang. Sebagai contoh, D-Wave Systems mulai menjual komputer D-Wave 2000Q 2000-qubit pada Januari tahun ini. Model pertama dijual seharga $ 15 juta. Mungkin dalam waktu dekat, para ilmuwan di seluruh dunia akan dapat sepenuhnya menghargai keunggulan sistem kuantum.

Sementara itu, IBM, Microsoft, Google dan perusahaan lain terus berinvestasi dalam komputer kuantum, berharap pada akhirnya mendapatkan hasilnya.