Tentang komputer kuantum: bagaimana berbagai negara mengembangkan teknologi ini

Kita berbicara tentang siapa yang sudah menggunakan komputasi kuantum di cloud dan inisiatif apa yang sedang dipromosikan oleh pemerintah untuk mendukung industri komputasi kuantum.


/ Flickr / Steve Jurvetson / CC BY / Foto diedit

Siapa yang menggunakan komputer kuantum di cloud


Organisasi besar seperti Google, IBM, Intel, dan sejumlah perusahaan IT kecil seperti startup D-Wave dan Rigetti sedang menciptakan komputer kuantum mereka. Beberapa dari mereka menyediakan akses ke solusi mereka untuk universitas dan organisasi penelitian. Infrastruktur cloud membantu mereka dalam hal ini. Sebagai contoh, IBM dan Alibaba masing-masing telah membuka akses ke komputer 20-qubit dan 11-qubit. Untuk bekerja dengan instalasi, platform cloud IBM Q dan Alibaba Cloud digunakan. Tujuan dari inisiatif ini adalah untuk membantu insinyur bekerja dengan model pembelajaran mesin yang kompleks dan berbagai model fenomena nyata: dari model iklim hingga memodelkan pasar keuangan.

Perusahaan Kanada D-Wave Systems juga meluncurkan layanan cloud-nya. Kliennya mendapatkan akses ke komputasi kuantum per menit per bulan. Ini tampaknya sedikit, namun, hanya beberapa milidetik sudah cukup bagi mesin kuantum untuk menyelesaikan sejumlah tugas. Kita berbicara tentang faktorisasi jumlah besar dan membangun rute - komputer klasik menghabiskan berhari-hari dan berminggu-minggu untuk perhitungan seperti itu.

Beberapa perusahaan sudah menggunakan kemampuan sistem D-Wave. Sebagai contoh, Airbus menggunakan komputer berbasis qubit untuk membuat pesawat baru - adalah mungkin untuk menyelesaikan perhitungan yang diperlukan empat kali lebih cepat daripada pada komputer konvensional. Volkswagen beralih ke komputer kuantum untuk mengembangkan algoritma kontrol kendaraan tak berawak.

Bukan hanya perusahaan IT yang terlibat dalam pengembangan dan promosi komputasi kuantum (misalnya, IBM telah membentuk komunitas pengembang perangkat lunak untuk komputer kuantum). Banyak pemerintah mulai mempromosikan inisiatif keuangan khusus dan undang-undang yang bertujuan mengembangkan industri kuantum. Kami akan membicarakan beberapa di antaranya nanti.

Inisiatif Kuantum AS


Pada pertengahan Desember tahun lalu, Senat AS mengesahkan RUU yang membentuk National Quantum Initiative (NQI). Tujuan dari tindakan baru ini adalah untuk mendukung perusahaan dan lembaga penelitian yang bekerja pada penciptaan komputer dan jaringan kuantum. Rencana NQI dirancang selama sepuluh tahun, dan 1,2 miliar dolar akan dialokasikan untuk implementasinya.


/ Flickr / Riset IBM / CC BY-NA

Proyek ini berencana untuk membangun dari dua hingga lima pusat penelitian baru untuk studi teknologi kuantum. Departemen Energi AS akan bertanggung jawab untuk ini. Ini juga akan mendanai penelitian - setiap pusat akan dialokasikan $ 25 juta per tahun. Uang itu juga akan diarahkan untuk pengembangan program pendidikan untuk spesialis di bidang pengembangan kuantum. Yayasan Sains Nasional AS akan menyiapkan program pendidikan khusus untuk mahasiswa.

Bertanggung jawab atas pelaksanaan proyek yang direncanakan akan menjadi badan yang dibuat khusus - Kantor Koordinasi Kuantum Nasional. Stafnya akan mengawasi program penelitian dan menangani masalah konsultasi.

Inisiatif dari negara lain


Program untuk pengembangan industri komputer kuantum juga telah dibuat di Uni Eropa, Cina dan Rusia. Di Eropa pada 2016 diluncurkan inisiatif Quantum Flagship. Pemerintah dan negara-negara anggota UE telah mengalokasikan satu miliar euro untuk mendukung dua puluh proyek di bidang komputasi kuantum. Selain itu, uangnya tidak hanya untuk membuat komputer. Unggulan Kuantum mencakup bidang fisika teoretis dan metrologi dan komunikasi kuantum.

Salah satu contoh proyek yang didanai adalah QMiCS dari Oxford Instruments. Tujuannya adalah untuk membuat jaringan nirkabel antara perangkat kuantum.

Juga , dua proyek Atos menerima dana. Tugas pertama adalah membuat komputer kuantum 50-qubit berdasarkan perangkap ion , salah satu jenis qubit yang paling umum dan stabil . Tujuan dari proyek kedua adalah untuk mensimulasikan sistem 500 bit kuantum. Sampai saat ini, hanya komputer 60-qubit yang telah dimodelkan.

Bidang komputasi kuantum juga berkembang di Cina. Pada 2016, negara itu mulai membangun laboratorium penelitian baru - pemerintah Cina mengalokasikan sekitar satu miliar dolar untuk ini. Pusat ilmiah akan mulai beroperasi pada tahun 2020.

Dukungan keuangan sebelumnya dari pemerintah membantu para ilmuwan Cina mencapai keberhasilan pertama mereka dalam komputasi kuantum. Pada 2016, tim peneliti meluncurkan satelit ke orbit, di mana saluran komunikasi dilindungi menggunakan enkripsi kuantum . Teknologi ini juga digunakan dalam jaringan terestrial: saluran komunikasi kuantum dengan panjang sekitar 2.000 kilometer diletakkan antara Beijing dan Shanghai.


/ Flickr / Riset IBM / CC BY-ND

Mereka juga terlibat dalam komputasi kuantum di Rusia. Pada bulan Februari 2018, beberapa organisasi - Advanced Research Foundation, Vnesheconombank, Moscow State University, dan Digital Economy ANO - menciptakan konsorsium kuantum yang tugasnya adalah mengembangkan komputer 50-qubit pada tahun 2021.

Universitas Negeri Moskow telah dikaitkan dengan komputasi kuantum sebelumnya. Pada 2017, universitas menerima hibah untuk membuat pusat teknologi kuantum. Tujuannya adalah untuk mengembangkan sistem enkripsi data kuantum. Universitas ITMO juga terlibat dalam bidang ini: pada tahun 2017, pemerintah mengalokasikan 160 juta rubel untuk proyek bersama antara universitas dan perusahaan telekomunikasi.

Prospek untuk proyek keuangan


RUU pemerintah Amerika didukung oleh perusahaan IT besar, misalnya, Microsoft. Menurut perwakilan korporasi, dukungan pemerintah diperlukan untuk membuat chip multi-qubit yang andal yang tidak memungkinkan kesalahan dalam perhitungan.

β€œIni adalah salah satu tugas paling penting di industri. Semakin banyak qubit yang terdapat pada prosesor, semakin tinggi kemungkinan mereka akan mulai saling mempengaruhi kerja satu sama lain dan menciptakan gangguan, ”kata Sergey Belkin, kepala departemen pengembangan 1cloud.ru . - Sejauh ini belum ada yang berhasil mencapai nilai kesalahan nol. Dan ini mencegah kita meningkatkan daya komputasi mesin kuantum. ”

Pada saat yang sama, pendanaan negara akan membantu organisasi yang tidak dapat membayar semua peralatan yang diperlukan untuk meneliti teknologi kuantum.

Berkat dukungan pemerintah, perusahaan-perusahaan Cina telah membuat langkah signifikan dalam enkripsi kuantum. Diharapkan bahwa kriptografi kuantum segera akan mulai berkembang secara intensif di Amerika Serikat. Menurut perkiraan , undang-undang Amerika yang baru akan mempercepat pengembangan standar untuk algoritma enkripsi kuantum, dan pada tahun 2024 teknologi dapat mulai diimplementasikan dalam layanan web.

Pendanaan pemerintah akan membantu mengembangkan teknologi kuantum di Rusia. Dapat diharapkan bahwa proyek-proyek yang disponsori oleh lembaga-lembaga negara pada akhirnya akan membangun jaringan kuantum skala besar dan merancang chip multi-kuantum.

Apa yang kami tulis tentang blog perusahaan 1Cloud:

Source: https://habr.com/ru/post/id438568/


All Articles