Naučne organizacije iz različitih zemalja rade na stvaranju tzv. kvantni računari. Uređaji posebne arhitekture trebali bi pokazati poboljšane performanse i pojednostaviti rješavanje niza zadataka. Sasvim je prirodno da su vojna i odbrambena industrija već zainteresirane za takve tehnologije.
Proces implementacije
Prvi su se na tržištu pojavili kvantni računari kanadske kompanije D-Wave Systems. Od 2007. godine uveo je niz procesora zasnovanih na različitom broju kubita sa različitim mogućnostima. U ovom slučaju ne govorimo o punopravnom univerzalnom računaru, već o specijaliziranom sistemu za rješavanje određenih problema. Međutim, u ovom slučaju pokazana je superiornost nad sistemima "klasične" arhitekture.
2011. godine predstavljen je 128-kbitni D-Wave One računar, sposoban za izvođenje samo diskretne optimizacije. Ubrzo je sklopljen ugovor vrijedan više od 10 miliona dolara s Lockheed Martinom za nabavku jedne mašine i njeno naknadno održavanje. U svojim komunikacijama, klijentska organizacija je naznačila da će se računar koristiti za rješavanje najsloženijih problema i problema u oblasti softvera.
2013. Lockheed-Martin je naručio noviji D-Wave Two računar sa 512-kubnim procesorom. Sledeći računar, tip dva, prodat je grupi organizacija predvođenih NASA -om za zajednički projekat. Treći ugovor s Lockheed Martinom potpisan je 2015. godine i predviđao je isporuku proizvoda D-Wave 2X, koji ima 1.152 kubita. Drugi korisnici uključuju NASA -u i Nacionalnu laboratoriju Los Alamos. Početkom 2017. počela je prodaja računara D -Wave 2000Q (2048 kubita) - ponovno su se zainteresirali za NASA -u i srodne organizacije. Advantage sistem (5640 kubita) ove godine izlazi 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 računar Advantage. Očekuje se da će prijem snažnije mašine proširiti mogućnosti centra za provođenje istraživanja i stvaranje praktičnih sistema. Osim toga, novi računar bit će uključen u kompleks kvantnih oblaka Leap.
Unatoč kritikama i ograničenim mogućnostima, kvantni računari iz D-Wave Systemsa bili su predmet nekoliko ugovora i koristili su se u raznim organizacijama gotovo 10 godina. Glavni kupac takve opreme bio je Lockheed Martin, jedna od najvećih organizacija u odbrambenoj industriji, koja je djelovala u svim većim područjima. Takođe, naučnoistraživačke organizacije, uklj. zaposleni u primenjenoj oblasti.
Budućnost iz DARPA -e
U martu ove godine, agencija DARPA pokrenula je svoj projekt kvantnog računara. U okviru programa ONISQ (optimizacija s bučnim kvantom na srednjoj skali) planira se razraditi opća pitanja stvaranja novih računala, a zatim stvoriti gotovi uzorci. U rad je uključeno sedam "timova" u kojima učestvuju naučne i dizajnerske organizacije.
Prva faza ONISQ -a trajat će godinu i po dana, u okviru koje je potrebno razviti tehnike i algoritme za rješavanje problema kombinatorne optimizacije. Tada počinje 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 izuzetno težak zadatak, pa su za sada postavili skromnije ciljeve. Konkretno, dozvoljeno je stvaranje simulatora kvantnog sistema zasnovanog na "običnom" računaru ili razvoj hibridne arhitekture sa 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. Međutim, potrebne mjere se poduzimaju, a željeni rezultati će se pojaviti u bliskoj budućnosti.
Na primjer, 2018. godine Ruska fondacija za napredne studije pokrenula je projekt "Optički sistemi kvantnog računarstva". Kao dio ovog rada 2018-2021. planirano je stvaranje demonstratora računara sa 50 kubita zasnovanih na neutralnim atomima i integrisanim optičkim kolima. Glavni izvršilac projekta je Moskovski državni univerzitet, a u rad su uključene i brojne druge organizacije.
Posao još nije završen, ali već postoje planovi za uvođenje novih tehnologija. Kvantno računarstvo jedno je od obećavajućih područja državnog programa za digitalnu ekonomiju. U osnovi će se novi računari sa povećanim performansama koristiti u različitim područjima industrije i ekonomije. U budućnosti se predlaže stvaranje sredstava za kvantnu enkripciju s povećanom stabilnošću.
Trenutni projekt je od interesa za razne vladine i komercijalne organizacije. Tako su državna korporacija "Rosatom" i neke velike državne i komercijalne organizacije zainteresovane za nabavku kvantnih računara. Raspravlja se o mogućnosti njihovog uvođenja u odbrambenu industriju - ali konkretna preduzeća još nisu imenovana. Očigledno će se takva pitanja riješiti u budućnosti, nakon pojavljivanja gotovih prototipova.
Primijenjeni zadaci
Glavna prednost kvantnih računara u odnosu na tradicionalne sisteme su njihove povećane performanse. Zahvaljujući tome, kvantna mašina može se koristiti za brže proračune ili za obavljanje određenih poslova u kojima je upotreba drugih sredstava nepraktična.
Lockheed Martin se već nekoliko godina bavi kvantnim računarstvom. Detaljne informacije o napretku takvih radova, njihovim stvarnim zadacima i postignutim uspjesima nisu objavljene. Istodobno su objavljeni opći podaci o ciljevima i perspektivama smjera, što omogućuje izvođenje različitih zaključaka.
Službeni izvori kompanije spominju upotrebu računara iz D-Wave Systems-a kao alat za provjeru softvera. Prilikom pisanja softvera moguće su određene greške, čije pretraživanje i ispravljanje oduzimaju puno vremena i resursa programerima. Kvantni računar velike brzine može testirati program u minimalnom vremenu i identificirati postojeće probleme. U nekim slučajevima, kvantno računarstvo može se nositi sa zadacima koji su praktično nerastvorljivi za sisteme s drugim arhitekturama.
Pregled koda može se koristiti u različitim područjima. Kao primjer dat je razvoj softvera za zrakoplovnu tehnologiju. Kvantni računar će ubrzati proces testiranja i poboljšanja programa, a spreman i siguran avion bit će pušten na testiranje. Računari velike brzine su takođe pogodni za proračune u svemirskoj industriji. U roku od nekoliko milisekundi, D-val dva može izračunati mnoge putanje broda i odabrati optimalnu.
Problemi sa performansama
Lockheed Martin ima samo kvantne sisteme sa ograničenim mogućnostima - računari iz D -Wave -a rješavaju samo uski niz problema. U budućnosti se očekuje pojava univerzalnih sistema 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 odbrambene industrije. Uvođenje kvantnih računara pojednostavit će razvoj softvera, ubrzati dizajn različitih struktura i smanjiti broj potrebnih terenskih testova. Visoke performanse mogu biti korisne pri stvaranju sistema s umjetnom inteligencijom u različite svrhe - ovo područje je također od interesa za vojna i odbrambena preduzeća.
Općenito, kvantno računarstvo, kao i računari opće namjene ili specijalizirani računari, od velikog su interesa i mogu pronaći aplikacije u različitim područjima. Uvođenje takvih sustava, kako se očekivalo, počelo je s obrambenim sektorom i najvjerojatnije će biti lider u razvoju novijih tehnologija i dizajna. Očekuje se da će fundamentalno nova računarska sredstva ozbiljno utjecati na industriju i vojsku, ali još nije jasno koliko će se brzo takvi rezultati pojaviti i do kojih će promjena doći.
