Znanstvene organizacije iz različitih zemalja rade na stvaranju tzv. kvantna računala. Uređaji posebne arhitekture trebali bi pokazati povećane performanse i pojednostavniti rješavanje niza zadataka. Sasvim je prirodno da su vojna i obrambena industrija već zainteresirane za takve tehnologije.
Proces provedbe
Prvi su se na tržištu pojavili kvantna računala kanadske tvrtke D-Wave Systems. Od 2007. godine uveo je niz procesora temeljenih na različitom broju kubita s različitim mogućnostima. U ovom slučaju ne govorimo o punopravnom univerzalnom računalu, već o specijaliziranom sustavu za rješavanje određenih problema. Međutim, u ovom slučaju pokazana je superiornost nad sustavima "klasične" arhitekture.
2011. godine predstavljeno je 128-kbitno računalo D-Wave One, koje je sposobno izvesti samo diskretnu optimizaciju. Ubrzo je sklopljen ugovor vrijedan više od 10 milijuna dolara s Lockheed Martinom za nabavu jednog stroja i njegovo naknadno održavanje. U svojim je komunikacijama klijentska organizacija naznačila da će se računalo koristiti za rješavanje najsloženijih problema i problema u području softvera.
Godine 2013. Lockheed-Martin je naručio novije računalo D-Wave Two s procesorom od 512 kubita. Sljedeće računalo, tip dva, prodano je skupini organizacija predvođenih NASA -om za zajednički projekt. Treći ugovor s Lockheed Martinom potpisan je 2015. godine i predviđao je isporuku proizvoda D-Wave 2X, koji ima 1.152 kubita. Ostali kupci uključuju NASA -u i Nacionalni laboratorij Los Alamos. Početkom 2017. počela je prodaja računala D -Wave 2000Q (2048 kubita) - ponovno su se zainteresirali za NASA -u i srodne organizacije. Sustav Advantage (5640 kubita) ove godine ulazi na tržište.
U lipnju je postalo poznato da će USC-Lockheed Martin centar za kvantno računanje temeljen na USC Viterbi tehničkoj školi u bliskoj budućnosti dobiti računalo Advantage. Očekuje se da će primitak moćnijeg stroja proširiti mogućnosti centra za provođenje istraživanja i stvaranje praktičnih sustava. Osim toga, novo računalo bit će uključeno u kompleks kvantnih oblaka Leap.
Unatoč kritikama i ograničenim mogućnostima, kvantna računala iz D-Wave Systemsa predmet su nekoliko ugovora i koriste se u raznim organizacijama gotovo 10 godina. Glavni kupac takve opreme bio je Lockheed Martin, jedna od najvećih organizacija u obrambenoj industriji, koja je djelovala u svim većim područjima. Također, znanstvene i istraživačke organizacije, uklj. zaposleni u primijenjenom području.
Budućnost iz DARPA -e
U ožujku ove godine agencija DARPA pokrenula je svoj projekt kvantnog računala. U okviru programa ONISQ (optimizacija s bučnim kvantom srednje razine) planira se razraditi opća pitanja stvaranja novih računala, a zatim izraditi gotovi uzorci. U rad je uključeno sedam "timova" u kojima sudjeluju znanstvene i dizajnerske organizacije.
Prva faza ONISQ -a trajat će godinu i pol dana, u okviru koje je potrebno razviti tehnike i algoritme za rješavanje problema kombinatorne optimizacije. Tada će započeti druga faza, čija će svrha biti poboljšanje stvorenih proizvoda i programa. Rezultati programa mogu pronaći primjenu u vojnoj i civilnoj sferi.
DARPA uzima u obzir da je stvaranje univerzalnog kvantnog računala iznimno težak zadatak, pa su stoga za sada postavili skromnije ciljeve. Konkretno, dopušteno je stvaranje simulatora kvantnog sustava temeljenog na "običnom" računalu ili razvoj hibridne arhitekture s ograničenim brojem kubita.
Ruska perspektiva
U drugim zemljama, uklj. u Rusiji razvoj kvantnog računarstva još uvijek zaostaje. Simulatori i prototipovi s malim brojem kubita dostupni su i koriste se, ali komercijalna prodaja i masovno usvajanje još su daleko. No, poduzimaju se potrebne mjere, a željeni rezultati pojavit će se u bliskoj budućnosti.
Na primjer, 2018. godine Ruska zaklada za napredne studije pokrenula je projekt "Optički sustavi kvantnog računarstva". U sklopu ovog rada 2018.-2021. planirano je stvaranje demonstratora računala s 50 kubita na temelju neutralnih atoma i integriranih optičkih krugova. Glavni izvršitelj projekta je Moskovsko državno sveučilište, a u rad su uključene i brojne druge organizacije.
Posao još nije dovršen, ali već postoje planovi za uvođenje novih tehnologija. Kvantno računarstvo jedno je od obećavajućih područja državnog programa Digitalna ekonomija. U osnovi će se nova računala s povećanim performansama koristiti u raznim područjima industrije i ekonomije. U budućnosti se predlaže stvaranje sredstava za kvantnu enkripciju s povećanom stabilnošću.
Trenutni projekt od interesa je za razne vladine i komercijalne organizacije. Tako su državna korporacija "Rosatom" i neke velike državne i komercijalne organizacije zainteresirane za dobivanje kvantnih računala. Raspravlja se o mogućnosti njihovog uvođenja u obrambenu industriju - ali konkretna poduzeća još nisu imenovana. Očigledno će se takva pitanja riješiti u budućnosti, nakon pojave gotovih prototipova.
Primijenjeni zadaci
Glavna prednost kvantnih računala u odnosu na tradicionalne sustave je njihova povećana izvedba. Zahvaljujući tome, kvantni stroj može se koristiti za brže izračune ili za obavljanje određenih poslova u kojima je uporaba drugih sredstava nepraktična.
Lockheed Martin se već nekoliko godina bavi kvantnim računalima. Detaljne informacije o napretku takvih radova, njihovim stvarnim zadaćama i postignutim uspjesima nisu objavljene. Istodobno su objavljeni opći podaci o ciljevima i izgledima smjera, što omogućuje izvođenje različitih zaključaka.
Službeni izvori tvrtke spominju upotrebu računala iz D-Wave Systemsa kao alata za provjeru softvera. Prilikom pisanja softvera moguće su određene pogreške, čije pretraživanje i ispravljanje oduzimaju puno vremena i resursa programerima. Kvantno računalo velike brzine može testirati program u minimalnom vremenu i identificirati sve postojeće probleme. U nekim slučajevima, kvantno računanje može se nositi sa zadacima koji su praktički nerješivi za sustave s drugim arhitekturama.
Pregled koda može se koristiti u različitim područjima. Kao primjer dat je razvoj softvera za zrakoplovnu tehnologiju. Kvantno računalo ubrzat će proces testiranja i poboljšanja programa, a spreman i siguran avion bit će pušten na testiranje. Računala velike brzine također su prikladna za proračune u svemirskoj industriji. U roku od nekoliko milisekundi, D-val dva može izračunati mnoge putanje broda i odabrati optimalnu.
Problemi s performansama
Lockheed Martin ima samo kvantne sustave s ograničenim mogućnostima - računala iz D -Wava rješavaju samo uski niz problema. U budućnosti se očekuje pojava univerzalnih sustava sa širokim područjima primjene, što će omogućiti potpunije korištenje moguće brzine.
Brza obrada velikih količina podataka ili izvođenje složenih proračuna potrebna su u različitim područjima obrambene industrije. Uvođenje kvantnih računala pojednostavit će razvoj softvera, ubrzati projektiranje različitih struktura i smanjiti broj potrebnih terenskih testova. Visoke performanse mogu biti korisne pri stvaranju sustava s umjetnom inteligencijom u različite svrhe - ovo područje je također od interesa za vojna i obrambena poduzeća.
Općenito, kvantno računarstvo, kao i računala opće namjene ili specijalizirana računala, od velikog su interesa i mogu pronaći primjene u različitim područjima. Uvođenje takvih sustava, prema očekivanjima, počelo je s obrambenim sektorom i, najvjerojatnije, bit će vodeće u razvoju novijih tehnologija i dizajna. Očekuje se da će temeljno nova računalna sredstva ozbiljno utjecati na industriju i vojsku, no još nije jasno koliko će se brzo takvi rezultati pojaviti i do kojih će promjena doći.
