Әр түрлі елдердің ғылыми ұйымдары аталғандарды құрумен айналысуда. кванттық компьютерлер. Арнайы архитектураның құрылғылары өнімділіктің жоғарылауын көрсетуі және бірқатар міндеттерді шешуді жеңілдетуі тиіс. Мұндай технологияларға қазірдің өзінде әскери және қорғаныс өнеркәсібі қызығушылық танытуы заңдылық.
Іске асыру процесі
Нарықта бірінші болып канадалық D-Wave Systems компаниясының кванттық компьютерлері пайда болды. 2007 жылдан бастап ол әр түрлі кубиттерге негізделген әр түрлі мүмкіндіктері бар процессорлар жиынтығын енгізді. Бұл жағдайда біз әмбебап компьютер туралы емес, нақты мәселелерді шешуге арналған мамандандырылған жүйе туралы айтып отырмыз. Алайда, бұл жағдайда «классикалық» сәулет жүйелерінен артықшылығы көрсетілді.
2011 жылы тек дискретті оңтайландыруға қабілетті 128-кубит D-Wave One компьютері енгізілді. Көп ұзамай Lockheed Martin компаниясымен құны 10 миллион доллардан асатын келісімшарт болды, ол бір машинаны жеткізуге және одан кейін қызмет көрсетуге. Өз хабарламаларында клиент ұйымы компьютер бағдарламалық қамтамасыз ету саласындағы ең күрделі мәселелер мен мәселелерді шешу үшін қолданылатынын көрсетті.
2013 жылы Lockheed-Martin 512 кубит процессоры бар жаңа D-Wave Two компьютеріне тапсырыс берді. Екінші типті келесі компьютер НАСА басқаратын ұйымдар тобына бірлескен жоба үшін сатылды. Lockheed Martin компаниясымен үшінші келісімшарт 2015 жылы жасалды және 1152 кубитті құрайтын D-Wave 2X өнімін жеткізуді қарастырды. Басқа клиенттерге NASA мен Лос -Аламос ұлттық зертханасы кіреді. 2017 жылдың басында D -Wave 2000Q компьютерінің сатылымы басталды (2048 кубит) - олар қайтадан NASA мен онымен байланысты ұйымдарға қызығушылық таныта бастады. Advantage жүйесі (5640 кубит) биыл нарыққа шығады.
Маусым айында USC Viterbi техникалық мектебі базасындағы USC-Lockheed Martin кванттық есептеу орталығы жақын арада Advantage компьютерін алатыны белгілі болды. Неғұрлым қуатты машинаның алынуы орталықтың зерттеулер жүргізуге және практикалық жүйелерді құруға мүмкіндіктерін кеңейтеді деп күтілуде. Сонымен қатар, жаңа компьютер Leap кванттық бұлт кешеніне қосылады.
Сын мен шектеулі мүмкіндіктерге қарамастан, D-Wave Systems компаниясының кванттық компьютерлері бірнеше келісімшарттардың тақырыбы болды және олар әр түрлі ұйымдарда 10 жылға жуық қолданылды. Мұндай жабдықтың негізгі тапсырыс берушісі қорғаныс өнеркәсібінің барлық негізгі бағыттары бойынша жұмыс істейтін ірі ұйымдардың бірі Lockheed Martin болды. Сонымен қатар, ғылыми және зерттеу ұйымдары, соның ішінде. қолданбалы салада жұмыс істейді.
DARPA -дан болашақ
Осы жылдың наурызында DARPA агенттігі өзінің кванттық компьютерлік жобасын іске қосты. ONISQ (Optimization with Noisy Intermediate-Scale Quantum) бағдарламасы аясында жаңа компьютерлерді құрудың жалпы мәселелерін пысықтау, содан кейін дайын үлгілерді жасау жоспарлануда. Ғылыми -конструкторлық ұйымдар қатысатын жұмысқа жеті «команда» тартылған.
ONISQ бірінші кезеңі бір жарым жылға созылады, оның аясында комбинаторлық оптимизация мәселелерін шешудің әдістері мен алгоритмдерін әзірлеу қажет. Содан кейін екінші кезең басталады, оның мақсаты жасалған өнімдер мен бағдарламаларды жетілдіру болады. Бағдарлама нәтижелері әскери салада да, азаматтық салада да қолданыла алады.
DARPA әмбебап кванттық компьютерді құру өте қиын міндет екенін ескереді, сондықтан олар әзірше қарапайым мақсаттар қояды. Атап айтқанда, «кәдімгі» компьютер негізінде кванттық жүйенің тренажерларын жасауға немесе кубиттер саны шектеулі гибридті архитектураны жасауға рұқсат етілген.
Орыс көзқарасы
Басқа елдерде, соның ішінде. Ресейде кванттық есептеудің дамуы әлі де артта қалып отыр. Аз мөлшерде кубиттер бар тренажерлер мен прототиптер бар және қолданыста, бірақ коммерциялық сату мен жаппай қабылдау әлі де алыс. Дегенмен, қажетті шаралар қолданылуда, ал қалаған нәтижелер жақын арада пайда болады.
Мысалы, 2018 жылы Ресейдің жетілдірілген зерттеу қоры «Кванттық есептеулердің оптикалық жүйелері» жобасын іске қосты. Бұл жұмыс аясында 2018-2021 жж. бейтарап атомдар мен интегралды оптикалық схемаларға негізделген 50 кубит компьютерлердің демонстранттарын құру жоспарланды. Жобаның негізгі орындаушысы - Мәскеу мемлекеттік университеті, сонымен қатар басқа да бірқатар ұйымдар жұмысқа тартылған.
Жұмыс әлі аяқталған жоқ, бірақ қазірдің өзінде жаңа технологияларды енгізу жоспарлары бар. Кванттық есептеу - цифрлық экономика мемлекеттік бағдарламасының перспективалы бағыттарының бірі. Өндіріс пен экономиканың әр түрлі салаларында өнімділігі жоғарылаған принципті жаңа компьютерлер қолданылады. Болашақта тұрақтылығы жоғарылаған кванттық шифрлау құралдарын жасау ұсынылады.
Қазіргі жоба әр түрлі мемлекеттік және коммерциялық ұйымдарды қызықтырады. Осылайша, «Росатом» мемлекеттік корпорациясы мен кейбір ірі мемлекеттік және коммерциялық ұйымдар кванттық компьютерлер алуға қызығушылық танытады. Оларды қорғаныс өнеркәсібіне енгізу мүмкіндігі талқылануда - бірақ нақты кәсіпорындар әлі аталмаған. Шамасы, мұндай мәселелер болашақта дайын прототиптер пайда болғаннан кейін шешілетін болады.
Қолданылатын тапсырмалар
Кванттық компьютерлердің дәстүрлі жүйелерден басты артықшылығы олардың өнімділігін жоғарылатуында. Осының арқасында кванттық машинаны тезірек есептеуге немесе басқа құралдарды қолдану тиімсіз болатын нақты жұмысты орындауға қолдануға болады.
Lockheed Martin бірнеше жылдар бойы кванттық есептеулермен айналысады. Мұндай жұмыстардың барысы, олардың нақты міндеттері мен қол жеткізген табыстары туралы толық ақпарат ашылмады. Сонымен бірге бағыттың мақсаттары мен перспективалары туралы жалпы мәліметтер жарияланды, бұл әр түрлі қорытынды жасауға мүмкіндік береді.
Компанияның ресми ресурстарында D-Wave Systems компьютерлерін бағдарламалық қамтамасыз етуді тексеру құралы ретінде қолдану туралы айтылады. Бағдарламалық қамтамасыз етуді жазу кезінде белгілі бір қателіктер болуы мүмкін, оларды іздеу мен түзету әзірлеушінің көп уақыты мен ресурстарын алады. Жоғары жылдамдықты кванттық компьютер бағдарламаны аз уақыт ішінде тексеріп, бар мәселелерді анықтай алады. Кейбір жағдайларда кванттық есептеу басқа архитектурасы бар жүйелер үшін іс жүзінде ерімейтін міндеттерді шеше алады.
Кодты тексеруді әр түрлі салаларда қолдануға болады. Авиациялық технологияға арналған бағдарламалық қамтамасыз етуді әзірлеу мысал ретінде келтірілген. Кванттық компьютер бағдарламаларды тестілеу мен жетілдіру процесін тездетеді, ал тестілеуге дайын және қауіпсіз ұшақ шығарылады. Жоғары жылдамдықты компьютерлер ғарыш саласындағы есептеулер үшін де қолайлы. Бірнеше миллисекунд ішінде D-Wave Two кеменің көптеген траекториясын есептеп, оңтайлысын таңдай алады.
Өнімділік мәселелері
Lockheed Martin -де шектеулі мүмкіндіктері бар кванттық жүйелер ғана бар - D -Wave компьютерлері тек тар мәселелерді шешеді. Болашақта қолдану аясы кең әмбебап жүйелердің пайда болуы күтілуде, бұл мүмкін болатын жылдамдықты неғұрлым толық пайдалануға мүмкіндік береді.
Қорғаныс өнеркәсібінің әр түрлі салаларында үлкен көлемді деректерді жылдам өңдеу немесе күрделі есептеулер жүргізу қажет. Кванттық компьютерлерді енгізу бағдарламалық қамтамасыз етуді жасауды жеңілдетеді, әр түрлі құрылымдардың дизайнын тездетеді және далалық сынақтардың санын азайтады. Жоғары өнімділік әр түрлі мақсаттағы жасанды интеллекті бар жүйелерді құру кезінде пайдалы болуы мүмкін - бұл сала әскери және қорғаныс кәсіпорындарының қызығушылығын тудырады.
Жалпы алғанда, кванттық есептеу, сондай -ақ жалпы мақсаттағы немесе мамандандырылған компьютерлер үлкен қызығушылық тудырады және әр түрлі салаларда қосымшаларды таба алады. Мұндай жүйелерді енгізу, күтілгендей, қорғаныс секторынан басталды және, мүмкін, ол жаңа технологиялар мен конструкцияларды дамытуда көшбасшы болады. Есептеудің принципті жаңа құралдары өнеркәсіп пен әскерге елеулі әсер етеді деп күтілуде, бірақ мұндай нәтижелер қаншалықты тез пайда болады және оған қандай өзгерістер әкелетіні әлі белгісіз.
