Zoals velen van jullie weten, begonnen Google en IBM in het najaar van 2019 een echte confrontatie met elkaar te beginnen: toen vertegenwoordigers van Google hun 'kwantumoverwicht' verklaarden vanwege de succesvolle voltooiing van kwantumcomputers, nam IBM onverwacht het stokje over en demonstreerde het vermogen van hun nieuwe supercomputer om bijna berekeningen uit te voeren. met dezelfde snelheid en veel nauwkeuriger dan de kwantumcomputer van Google. Dit was niet de eerste keer dat iemand vraagtekens zette bij quantum computing. Vorig jaar stelde Michel Dyakonov, een theoretisch fysicus aan de Universiteit van Montpellier in Frankrijk, veel theoretische redenen voor waarom praktische kwantumsupercomputers nooit zullen worden gebouwd. Dus hoe weet u wie gelijk heeft en wie ongelijk heeft?
Waarom loopt de oprichting van supercomputers gevaar?
De kwantumcomputer is een buitengewoon nuttige uitvinding bij het creëren van de kunstmatige intelligentie van de toekomst, nieuwe cryptografiemethoden en zelfs nieuwe soorten batterijen. Ondanks alle veelzijdigheid van zijn toepassing, werkt het apparaat mogelijk nooit op volle kracht. Tot zulke weinig bemoedigende conclusies kwam de Franse onderzoeker Michel Dyakonov, die jarenlang aan de implementatie van quantum computing werkte. De wetenschapper is van mening dat vanwege de onvermijdelijkheid van willekeurige fouten in apparaathardware het onwaarschijnlijk is dat echt nuttige kwantumcomputers ooit zullen worden gebouwd.
Om te begrijpen waarom de creatie van supercomputers van de nieuwe generatie mogelijk gevaar loopt, moeten we eerst de principes van de werking van dit computerapparaat begrijpen. Volgens een artikel op theconversation.com werken moderne computers bij het opslaan van gegevens volgens het principe van binaire code, terwijl reeds gemaakte kwantumapparaten een systeem van kwantumbits of qubits gebruiken.
Qubits hebben speciale eigenschappen: ze kunnen in superpositie bestaan, zowel nul als één zijn, terwijl ze met elkaar verstrengeld zijn, zelfs als ze op aanzienlijke afstand van elkaar zijn. Dergelijk ongewoon gedrag wordt niet geassocieerd met de wereld van de klassieke fysica, aangezien de superpositie onmiddellijk verdwijnt wanneer de experimentator interageert met de kwantumtoestand.
Dankzij superpositie kan een kwantumcomputer met 100 qubits tegelijkertijd 2.100 oplossingen vertegenwoordigen. Voor sommige taken kan dit exponentiële parallellisme worden gebruikt om een enorm voordeel in rekensnelheid te creëren. Er is echter een andere, smallere benadering van quantum computing, waarbij qubits worden gebruikt om optimalisatieproblemen te versnellen. Het in Canada gevestigde D-Wave Systems heeft bijvoorbeeld optimalisatiesystemen gebouwd die qubits juist voor dit doel gebruiken, hoewel sommige critici beweren dat de resulterende systemen niet beter presteren dan klassieke computers.
Quantumcomputers van D-Wave Systems.
Promotie video:
Desondanks investeren bedrijven en landen enorme sommen geld in quantum computing. Het is bekend dat China een nieuw kwantumonderzoekscentrum heeft gebouwd ter waarde van 10 miljard dollar, en de Europese Unie heeft een masterplan ontwikkeld voor kwantumonderzoek ter waarde van 1 miljard euro of 1,1 miljard dollar. De nieuwe National Quantum Initiative Act van de Verenigde Staten voorziet in $ 1,2 miljard aan ontwikkeling van kwantuminformatie over een periode van vijf jaar.
De mogelijkheid om versleutelingsalgoritmen te kraken is een krachtige motiverende factor voor veel landen over de hele wereld. Kennis van de encryptiesystemen van de vijand zou dus een enorm intelligentievoordeel kunnen opleveren en tegelijkertijd kunnen bijdragen aan nieuw fundamenteel onderzoek op het gebied van de fysica, aangezien moderne experimentele systemen slechts over minder dan 100 qubits beschikken. Om bruikbare rekenprestaties te behalen in een supercomputer, hebben we waarschijnlijk machines nodig met honderdduizenden qubits. Om ervoor te zorgen dat de apparaten correct werken, moeten ze alle kleine willekeurige fouten in de software herstellen. In een kwantumcomputer treden dergelijke fouten op als gevolg van onvolmaakte circuitelementen en de interactie van qubits met hun omgeving. Om deze redenen kunnen qubits hun samenhang in letterlijk een fractie van een seconde verliezen,wat kan leiden tot foutieve resultaten van de computer.
Met andere woorden, hoewel kwantumsupercomputers bestaansrecht hebben, kan de juistheid van hun berekeningen een grote vraag zijn. En wat denk je, zal iemand ooit in staat zijn om kwantumtechnologieën te onderwerpen?
Auteur: Daria Eletskaya
