Videnskabelige organisationer fra forskellige lande arbejder på oprettelsen af det såkaldte. kvantecomputere. Enheder med en særlig arkitektur skal vise øget ydeevne og forenkle løsningen af en række opgaver. Det er helt naturligt, at militær- og forsvarsindustrien allerede er interesseret i sådanne teknologier.
Implementeringsproces
De første, der dukkede op på markedet, var kvantecomputere fra det canadiske firma D-Wave Systems. Siden 2007 har den introduceret en række processorer baseret på et andet antal qubits med forskellige muligheder. I dette tilfælde taler vi ikke om en fuldgyldig universalcomputer, men om et specialiseret system til løsning af specifikke problemer. I dette tilfælde blev der imidlertid vist overlegenhed i forhold til systemerne med "klassisk" arkitektur.
I 2011 blev der introduceret en 128-qubit D-Wave One-computer, der kun var i stand til at udføre diskret optimering. Snart var der en kontrakt til en værdi af mere end $ 10 millioner med Lockheed Martin om levering af en maskine og dens efterfølgende vedligeholdelse. I sin kommunikation angav klientorganisationen, at computeren vil blive brugt til at løse de mest komplekse problemer og problemer inden for software.
I 2013 bestilte Lockheed-Martin en nyere D-Wave Two-computer med en 512-qubit processor. Den næste computer, type to, blev solgt til en gruppe organisationer under ledelse af NASA til et fælles projekt. Den tredje kontrakt med Lockheed Martin blev underskrevet i 2015 og omfattede levering af D-Wave 2X-produktet, der har 1.152 qubits. Andre kunder omfatter NASA og Los Alamos National Laboratory. I begyndelsen af 2017 startede salget af D -Wave 2000Q computeren (2048 qubits) - de blev igen interesseret i NASA og beslægtede organisationer. Advantage -systemet (5640 qubits) kommer på markedet i år.
I juni blev det kendt, at USC-Lockheed Martin quantum computing center baseret på USC Viterbi tekniske skole vil modtage en Advantage-computer i den nærmeste fremtid. Det forventes, at modtagelsen af en mere kraftfuld maskine vil udvide centerets muligheder for at udføre forskning og skabe praktiske systemer. Derudover vil den nye computer blive inkluderet i Leap quantum cloud -komplekset.
På trods af kritik og begrænsede muligheder har kvantecomputere fra D-Wave Systems været genstand for flere kontrakter og har været brugt i forskellige organisationer i næsten 10 år. Hovedkunden af sådant udstyr var Lockheed Martin, en af de største organisationer i forsvarsindustrien, der opererede inden for alle større områder. Også videnskabelige og forskningsorganisationer, inkl. ansat i det anvendte felt.
Fremtiden fra DARPA
I marts i år lancerede DARPA -agenturet sit kvantecomputerprojekt. Inden for rammerne af ONISQ-programmet (Optimization with Noisy Intermediate-Scale Quantum) er det planlagt at udarbejde generelle spørgsmål om oprettelse af nye computere og derefter oprette færdige prøver. Syv "teams" er involveret i arbejdet, hvor videnskabelige og designorganisationer deltager.
Den første fase af ONISQ vil vare halvandet år; inden for dens rammer er det påkrævet at udvikle teknikker og algoritmer til løsning af kombinatoriske optimeringsproblemer. Derefter begynder anden fase, hvis formål er at forbedre de oprettede produkter og programmer. Resultaterne af programmet kan finde anvendelse i både militære og civile sfærer.
DARPA tager højde for, at oprettelse af en universel kvantecomputer er en ekstremt vanskelig opgave, og derfor sætter de for nu mere beskedne mål. Især er det tilladt at oprette simulatorer af et kvantesystem baseret på en "almindelig" computer eller at udvikle en hybridarkitektur med et begrænset antal qubits.
Russisk perspektiv
I andre lande, inkl. i Rusland halter udviklingen inden for quantum computing stadig bagud. Simulatorer og prototyper med et lille antal qubits er tilgængelige og er i brug, men kommercielt salg og masseadoption er stadig langt væk. Imidlertid træffes de nødvendige foranstaltninger, og de ønskede resultater vises i den nærmeste fremtid.
For eksempel lancerede Russian Foundation for Advanced Study i 2018 projektet "Optical Systems of Quantum Computing". Som en del af dette arbejde i 2018-2021. det var planlagt at oprette demonstratorer af computere med 50 qubits baseret på neutrale atomer og integrerede optiske kredsløb. Hovedudføreren af projektet er Moscow State University, og en række andre organisationer er også involveret i arbejdet.
Arbejdet er endnu ikke afsluttet, men der er allerede planer om at introducere nye teknologier. Quantum computing er et af de lovende områder i programmet Digital Economy. Grundlæggende vil nye computere med øget ydeevne blive brugt inden for forskellige områder af industri og økonomi. I fremtiden foreslås det at skabe midler til kvantekryptering med øget stabilitet.
Det nuværende projekt er af interesse for forskellige offentlige og kommercielle organisationer. Således er statsselskabet "Rosatom" og nogle store statslige og kommercielle organisationer interesseret i at skaffe kvantecomputere. Muligheden for deres introduktion i forsvarsindustrien diskuteres - men specifikke virksomheder er endnu ikke navngivet. Tilsyneladende vil sådanne problemer blive løst i fremtiden efter udseendet af færdige prototyper.
Anvendte opgaver
Den største fordel ved kvantecomputere frem for traditionelle systemer er deres øgede ydeevne. Takket være dette kan en kvantemaskine bruges til hurtigere beregninger eller til at udføre specifikt arbejde, hvor brugen af andre midler er upraktisk.
Lockheed Martin har været involveret i quantum computing i flere år. Detaljerede oplysninger om sådanne værks forløb, deres reelle opgaver og de opnåede succeser blev ikke afsløret. Samtidig er der offentliggjort generelle data om retningens mål og udsigter, som gør det muligt at drage forskellige konklusioner.
Virksomhedens officielle ressourcer nævner brugen af computere fra D-Wave Systems som et softwareverifikationsværktøj. Når du skriver software, er visse fejl mulige, hvis søgning og korrektion tager meget af udviklerens tid og ressourcer. En kvantecomputer med høj hastighed kan teste et program på minimal tid og identificere eventuelle eksisterende problemer. I nogle tilfælde er quantum computing i stand til at klare opgaver, der er praktisk talt uopløselige for systemer med andre arkitekturer.
Kodegennemgang kan bruges på forskellige områder. Udviklingen af software til luftfartsteknologi er givet som et eksempel. Kvantecomputeren vil fremskynde processen med at teste og forbedre programmer, og et klar og sikkert fly vil blive frigivet til test. Højhastighedscomputere er også velegnede til beregninger i rumindustrien. Inden for et par millisekunder er D-Wave Two i stand til at beregne mange baner af skibet og vælge den optimale.
Ydelsesproblemer
Lockheed Martin har kun kvantesystemer med begrænsede muligheder - computere fra D -Wave løser kun en snæver række problemer. I fremtiden forventes fremkomsten af universelle systemer med brede anvendelsesområder, og det vil gøre det muligt mere fuldt ud at bruge den mulige hastighed.
Hurtig behandling af store mængder data eller udførelse af komplekse beregninger er påkrævet på forskellige områder af forsvarsindustrien. Indførelsen af kvantecomputere vil forenkle softwareudvikling, fremskynde designet af forskellige strukturer og reducere antallet af nødvendige felttest. Høj ydeevne kan være nyttig, når du opretter systemer med kunstig intelligens til forskellige formål - dette område er også af interesse for militære og forsvarsvirksomheder.
Generelt er kvantecomputing samt generelle formål eller specialiserede computere af stor interesse og kan finde applikationer inden for forskellige områder. Indførelsen af sådanne systemer begyndte som forventet med forsvarssektoren, og sandsynligvis vil den være førende inden for udviklingen af nyere teknologier og designs. Det forventes, at de grundlæggende nye computermidler alvorligt vil påvirke industrien og militæret, men hvor hurtigt sådanne resultater vil dukke op, og hvilke ændringer der vil føre til det, er endnu ikke klart.
