تعمل المنظمات العلمية من مختلف البلدان على إنشاء ما يسمى ب. أجهزة الكمبيوتر الكمومية. يجب أن تُظهر الأجهزة ذات البنية الخاصة أداءً متزايدًا وتبسيط حل عدد من المهام. من الطبيعي تمامًا أن تكون الصناعات العسكرية والدفاعية مهتمة بالفعل بمثل هذه التقنيات.
عملية التنفيذ
أول ما ظهر في السوق كان أجهزة الكمبيوتر الكمومية من شركة D-Wave Systems الكندية. منذ عام 2007 ، قدمت مجموعة من المعالجات بناءً على عدد مختلف من الكيوبتات بقدرات مختلفة. في هذه الحالة ، نحن لا نتحدث عن كمبيوتر عالمي كامل ، ولكن عن نظام متخصص لحل مشاكل محددة. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، ظهر التفوق على أنظمة العمارة "الكلاسيكية".
في عام 2011 ، تم تقديم جهاز كمبيوتر D-Wave One بسعة 128 كيلوبت ، وهو قادر على أداء تحسين منفصل فقط. سرعان ما كان هناك عقد بقيمة تزيد عن 10 ملايين دولار مع شركة لوكهيد مارتن لتوريد آلة واحدة وصيانتها اللاحقة. أشارت المنظمة العميلة في اتصالاتها إلى أنه سيتم استخدام الكمبيوتر لحل المشكلات والمشكلات الأكثر تعقيدًا في مجال البرمجيات.
في عام 2013 ، طلبت شركة Lockheed-Martin جهاز كمبيوتر D-Wave Two أحدث مزودًا بمعالج 512 كيلوبت. تم بيع الكمبيوتر التالي ، النوع الثاني ، لمجموعة من المنظمات بقيادة ناسا لمشروع مشترك. تم توقيع العقد الثالث مع شركة لوكهيد مارتن في عام 2015 ونص على تسليم منتج D-Wave 2X ، الذي يحتوي على 1،152 كيوبت. ومن بين العملاء الآخرين وكالة ناسا ومختبر لوس ألاموس الوطني. في بداية عام 2017 ، بدأت مبيعات جهاز الكمبيوتر D-Wave 2000Q (2048 كيوبت) - وأصبحوا مهتمين مرة أخرى بوكالة ناسا والمنظمات ذات الصلة. يدخل نظام Advantage (5640 كيوبت) السوق هذا العام.
في يونيو ، أصبح معروفًا أن مركز الحوسبة الكمومية USC-Lockheed Martin على أساس مدرسة USC Viterbi التقنية سيتلقى كمبيوتر Advantage في المستقبل القريب. من المتوقع أن يؤدي استلام آلة أكثر قوة إلى توسيع قدرات المركز لإجراء البحوث وإنشاء أنظمة عملية. بالإضافة إلى ذلك ، سيتم تضمين الكمبيوتر الجديد في مجمع السحابة الكمومية Leap.
على الرغم من الانتقادات والقدرات المحدودة ، كانت أجهزة الكمبيوتر الكمومية من D-Wave Systems موضوعًا للعديد من العقود وتم استخدامها في مؤسسات مختلفة لما يقرب من 10 سنوات. كان العميل الرئيسي لهذه المعدات هو شركة Lockheed Martin ، إحدى أكبر المؤسسات في صناعة الدفاع ، والتي تعمل في جميع المجالات الرئيسية. أيضا ، المنظمات العلمية والبحثية ، بما في ذلك. يعملون في المجال التطبيقي.
المستقبل من داربا
في مارس من هذا العام ، أطلقت وكالة DARPA مشروع الكمبيوتر الكمومي. في إطار برنامج ONISQ (التحسين باستخدام Noisy Intermediate-Scale Quantum) ، من المخطط العمل على حل المشكلات العامة لإنشاء أجهزة كمبيوتر جديدة ، ثم إنشاء عينات جاهزة. يشارك في العمل سبع "فرق" تشارك فيها منظمات علمية وتصميمية.
ستستمر المرحلة الأولى من ONISQ لمدة عام ونصف ؛ وفي إطاره ، يلزم تطوير تقنيات وخوارزميات لحل مشاكل التحسين الاندماجي. ثم تبدأ المرحلة الثانية ، والغرض منها هو تحسين المنتجات والبرامج التي تم إنشاؤها. يمكن أن تجد نتائج البرنامج تطبيقًا في المجالين العسكري والمدني.
تأخذ DARPA في الاعتبار أن إنشاء كمبيوتر كمي عالمي هو مهمة صعبة للغاية ، وبالتالي ، في الوقت الحالي ، يضعون أهدافًا أكثر تواضعًا. على وجه الخصوص ، يُسمح بإنشاء محاكيات لنظام كمي يعتمد على كمبيوتر "عادي" أو تطوير بنية هجينة مع عدد محدود من الكيوبتات.
المنظور الروسي
في بلدان أخرى ، بما في ذلك. في روسيا ، لا يزال تطوير الحوسبة الكمومية متخلفًا.تتوفر المحاكيات والنماذج الأولية التي تحتوي على عدد صغير من الكيوبتات وقيد الاستخدام ، لكن المبيعات التجارية والتبني الجماعي لا يزالان بعيدًا. ومع ذلك ، يتم اتخاذ الإجراءات اللازمة ، وستظهر النتائج المرجوة في المستقبل القريب.
على سبيل المثال ، في عام 2018 ، أطلقت المؤسسة الروسية للدراسات المتقدمة مشروع "الأنظمة البصرية للحوسبة الكمية". كجزء من هذا العمل في 2018-2021. تم التخطيط لإنشاء أجهزة كمبيوتر مع 50 كيوبت بناءً على ذرات محايدة ودوائر ضوئية متكاملة. المنفذ الرئيسي للمشروع هو جامعة موسكو الحكومية ، كما يشارك في العمل عدد من المنظمات الأخرى.
لم يكتمل العمل بعد ، ولكن هناك بالفعل خطط لإدخال تقنيات جديدة. الحوسبة الكمومية هي أحد المجالات الواعدة لبرنامج دولة الاقتصاد الرقمي. سيتم استخدام أجهزة الكمبيوتر الجديدة بشكل أساسي ذات الأداء المتزايد في مختلف مجالات الصناعة والاقتصاد. في المستقبل ، يُقترح إنشاء وسائل تشفير كمي مع زيادة الاستقرار.
المشروع الحالي مهم لمختلف المؤسسات الحكومية والتجارية. وهكذا ، فإن شركة "روساتوم" الحكومية وبعض المنظمات الحكومية والتجارية الكبرى مهتمة بالحصول على أجهزة كمبيوتر كمومية. تتم مناقشة إمكانية إدخالها في صناعة الدفاع - لكن لم يتم بعد تسمية شركات محددة. على ما يبدو ، سيتم حل مثل هذه المشكلات في المستقبل ، بعد ظهور النماذج الأولية الجاهزة.
المهام التطبيقية
الميزة الرئيسية لأجهزة الكمبيوتر الكمومية على الأنظمة التقليدية هي زيادة أدائها. بفضل هذا ، يمكن استخدام آلة الكم لإجراء حسابات أسرع أو لأداء عمل محدد يكون فيه استخدام وسائل أخرى غير عملي.
شاركت شركة لوكهيد مارتن في الحوسبة الكمومية لعدة سنوات. لم يتم الإفصاح عن معلومات تفصيلية حول التقدم المحرز في هذه الأعمال ومهامها الحقيقية والنجاحات التي تحققت. في الوقت نفسه ، تم نشر بيانات عامة عن أهداف وآفاق الاتجاه ، مما يسمح باستخلاص استنتاجات مختلفة.
تشير الموارد الرسمية للشركة إلى استخدام أجهزة الكمبيوتر من D-Wave Systems كأداة للتحقق من البرامج. عند كتابة برنامج ما ، من الممكن حدوث أخطاء معينة ، والتي يستغرق البحث عنها وتصحيحها الكثير من وقت المطور وموارده. يمكن للكمبيوتر الكمي عالي السرعة اختبار البرنامج في أقل وقت ممكن وتحديد أي مشاكل موجودة. في بعض الحالات ، تكون الحوسبة الكمومية قادرة على التعامل مع المهام غير القابلة للذوبان عمليًا للأنظمة ذات البنى الأخرى.
يمكن استخدام مراجعة الكود في مجالات مختلفة. تم تقديم تطوير برامج لتكنولوجيا الطيران كمثال. سيعمل الكمبيوتر الكمومي على تسريع عملية اختبار البرامج وتحسينها ، وسيتم إطلاق طائرة جاهزة وآمنة للاختبار. أجهزة الكمبيوتر عالية السرعة مناسبة أيضًا للحسابات في صناعة الفضاء. في غضون بضعة أجزاء من الثانية ، تستطيع D-Wave Two حساب العديد من مسارات السفينة واختيار المسار الأمثل.
مشاكل الأداء
تمتلك شركة لوكهيد مارتن فقط أنظمة كمية ذات قدرات محدودة - أجهزة الكمبيوتر من D-Wave تحل فقط مجموعة ضيقة من المشاكل. في المستقبل ، من المتوقع ظهور أنظمة عالمية ذات مجالات تطبيق واسعة ، وهذا سيجعل من الممكن استخدام السرعة الممكنة بشكل كامل.
مطلوب معالجة سريعة لكميات كبيرة من البيانات أو إجراء حسابات معقدة في مجالات مختلفة من صناعة الدفاع. سيؤدي إدخال أجهزة الكمبيوتر الكمومية إلى تبسيط تطوير البرامج ، وتسريع تصميم الهياكل المختلفة ، وتقليل عدد الاختبارات الميدانية المطلوبة.يمكن أن يكون الأداء العالي مفيدًا عند إنشاء أنظمة ذات ذكاء اصطناعي لأغراض مختلفة - وهذا المجال أيضًا موضع اهتمام المؤسسات العسكرية والدفاعية.
بشكل عام ، تعتبر الحوسبة الكمومية ، وكذلك أجهزة الكمبيوتر ذات الأغراض العامة أو المتخصصة ، ذات أهمية كبيرة ويمكن أن تجد تطبيقات في مختلف المجالات. بدأ إدخال مثل هذه الأنظمة ، كما هو متوقع ، مع قطاع الدفاع ، وعلى الأرجح سيكون الرائد في تطوير التقنيات والتصاميم الأحدث. من المتوقع أن تؤثر الوسائل الجديدة الأساسية للحوسبة بشكل خطير على الصناعة والجيش ، ولكن لم يتضح بعد مدى سرعة ظهور هذه النتائج وما هي التغييرات التي ستؤدي إليها.
