Vitenskapelige organisasjoner fra forskjellige land jobber med opprettelsen av den såkalte. kvante datamaskiner. Enheter med en spesiell arkitektur skal vise økt ytelse og forenkle løsningen på en rekke oppgaver. Det er ganske naturlig at militær- og forsvarsindustrien allerede er interessert i slike teknologier.
Implementeringsprosess
De første som dukket opp på markedet var kvantemaskiner fra det kanadiske selskapet D-Wave Systems. Siden 2007 har den introdusert en rekke prosessorer basert på et annet antall qubits med forskjellige evner. I dette tilfellet snakker vi ikke om en fullverdig universell datamaskin, men om et spesialisert system for å løse spesifikke problemer. I dette tilfellet ble imidlertid overlegenhet i forhold til systemene med "klassisk" arkitektur vist.
I 2011 ble en 128-qubit D-Wave One-datamaskin introdusert, som kun var i stand til å utføre diskret optimalisering. Snart kom det en kontrakt på mer enn 10 millioner dollar med Lockheed Martin for levering av en maskin og påfølgende vedlikehold. I sin kommunikasjon indikerte klientorganisasjonen at datamaskinen vil bli brukt til å løse de mest komplekse problemene og problemene innen programvare.
I 2013 bestilte Lockheed-Martin en nyere D-Wave Two-datamaskin med en 512-kbit prosessor. Den neste datamaskinen, type to, ble solgt til en gruppe organisasjoner ledet av NASA for et felles prosjekt. Den tredje kontrakten med Lockheed Martin ble signert i 2015 og sørget for levering av D-Wave 2X-produktet, som har 1 152 qubits. Andre kunder inkluderer NASA og Los Alamos National Laboratory. I begynnelsen av 2017 startet salget av D -Wave 2000Q -datamaskinen (2048 qubits) - de ble igjen interessert i NASA og relaterte organisasjoner. Advantage -systemet (5640 qubits) kommer inn på markedet i år.
I juni ble det kjent at USC-Lockheed Martin quantum computing center basert på USC Viterbi tekniske skole vil motta en Advantage-datamaskin i nær fremtid. Det forventes at mottakelsen av en kraftigere maskin vil utvide senterets evner til å drive forskning og lage praktiske systemer. I tillegg vil den nye datamaskinen bli inkludert i Leap quantum cloud complex.
Til tross for kritikk og begrensede evner, har kvantemaskiner fra D-Wave Systems vært gjenstand for flere kontrakter og har blitt brukt i forskjellige organisasjoner i nesten 10 år. Hovedkunden til slikt utstyr var Lockheed Martin, en av de største organisasjonene i forsvarsindustrien, som opererte i alle større områder. Også vitenskapelige og forskningsorganisasjoner, inkl. ansatt i det anvendte feltet.
Fremtiden fra DARPA
I mars i år lanserte DARPA -byrået sitt kvantedatamaskinprosjekt. Innenfor rammen av ONISQ (Optimization with Noisy Intermediate-Scale Quantum) -programmet, er det planlagt å utarbeide generelle spørsmål om å lage nye datamaskiner, og deretter lage ferdige prøver. Syv "team" er involvert i arbeidet, der vitenskapelige og designorganisasjoner deltar.
Den første fasen av ONISQ vil vare halvannet år; innenfor rammen er det nødvendig å utvikle teknikker og algoritmer for å løse kombinatoriske optimaliseringsproblemer. Deretter vil den andre fasen begynne, hvis formål vil være å forbedre de opprettede produktene og programmene. Resultatene av programmet kan finne anvendelse i både militære og sivile sfærer.
DARPA tar hensyn til at det å lage en universell kvantecomputer er en ekstremt vanskelig oppgave, og derfor setter de seg nå mer beskjedne mål. Spesielt er det tillatt å lage simulatorer av et kvantesystem basert på en "vanlig" datamaskin eller å utvikle en hybridarkitektur med et begrenset antall qubits.
Russisk perspektiv
I andre land, inkl. i Russland henger utviklingen av kvanteberegning fremdeles etter. Simulatorer og prototyper med et lite antall qubits er tilgjengelige og er i bruk, men kommersielt salg og masseadopsjon er fortsatt langt unna. Imidlertid iverksettes de nødvendige tiltakene, og de ønskede resultatene vil vises i nær fremtid.
For eksempel lanserte Russian Foundation for Advanced Study i 2018 prosjektet "Optical Systems of Quantum Computing". Som en del av dette arbeidet i 2018-2021. det var planlagt å lage demonstratorer av datamaskiner med 50 qubits basert på nøytrale atomer og integrerte optiske kretser. Hovedutføreren av prosjektet er Moscow State University, og en rekke andre organisasjoner er også involvert i arbeidet.
Arbeidet er ennå ikke fullført, men det er allerede planer om å introdusere ny teknologi. Quantum computing er et av de lovende områdene i programmet Digital Economy. I utgangspunktet vil nye datamaskiner med økt ytelse bli brukt på ulike områder av industri og økonomi. I fremtiden foreslås det å lage midler for kvantekryptering med økt stabilitet.
Det nåværende prosjektet er av interesse for ulike offentlige og kommersielle organisasjoner. Dermed er statsselskapet "Rosatom" og noen store statlige og kommersielle organisasjoner interessert i å skaffe kvantemaskiner. Muligheten for introduksjon i forsvarsindustrien diskuteres - men spesifikke virksomheter er ennå ikke navngitt. Tilsynelatende vil slike problemer bli løst i fremtiden, etter at ferdige prototyper dukket opp.
Anvendte oppgaver
Den største fordelen med kvante datamaskiner fremfor tradisjonelle systemer er deres økte ytelse. Takket være dette kan en kvantemaskin brukes for raskere beregninger eller for å utføre spesifikt arbeid der bruk av andre midler er upraktisk.
Lockheed Martin har vært involvert i quantum computing i flere år. Detaljert informasjon om fremdriften for slike arbeider, deres virkelige oppgaver og de oppnådde suksessene ble ikke avslørt. Samtidig har generelle data om målene og utsiktene for retningen blitt publisert, noe som gjør at man kan trekke forskjellige konklusjoner.
Selskapets offisielle ressurser nevner bruk av datamaskiner fra D-Wave Systems som et programvareverifiseringsverktøy. Når du skriver programvare, er visse feil mulige, og søket og korreksjonen tar mye av utviklerens tid og ressurser. En kvantemaskin med høy hastighet kan teste et program på minimal tid og identifisere eventuelle eksisterende problemer. I noen tilfeller er kvanteberegning i stand til å takle oppgaver som er praktisk talt uløselige for systemer med andre arkitekturer.
Kodevurdering kan brukes på forskjellige felt. Utviklingen av programvare for luftfartsteknologi er gitt som et eksempel. Kvantemaskinen vil fremskynde prosessen med å teste og forbedre programmer, og et klart og trygt fly vil bli utgitt for testing. Høyhastighetsdatamaskiner er også egnet for beregninger i romindustrien. I løpet av få millisekunder kan D-Wave Two beregne mange båter av skipet og velge den optimale.
Ytelsesproblemer
Lockheed Martin har bare kvantesystemer med begrensede muligheter - datamaskiner fra D -Wave løser bare et smalt problemområde. I fremtiden forventes fremveksten av universelle systemer med brede bruksområder, og dette vil gjøre det mulig å mer fullt ut bruke den mulige hastigheten.
Rask behandling av store datamengder eller komplekse beregninger er nødvendig på forskjellige områder av forsvarsindustrien. Innføringen av kvantemaskiner vil forenkle programvareutvikling, fremskynde utformingen av forskjellige strukturer og redusere antall felttester som kreves. Høy ytelse kan være nyttig når du oppretter systemer med kunstig intelligens til forskjellige formål - dette området er også av interesse for militære og forsvarsforetak.
Generelt er quantum computing, så vel som generelle formål eller spesialiserte datamaskiner, av stor interesse og kan finne applikasjoner på forskjellige felt. Innføringen av slike systemer, som forventet, begynte med forsvarssektoren, og mest sannsynlig vil det være ledende i utviklingen av nyere teknologi og design. Det forventes at de fundamentalt nye databehandlingsmidlene vil påvirke industrien og militæret alvorlig, men hvor raskt slike resultater vil vises og hvilke endringer som vil føre til det, er ennå ikke klart.
