A fydd goruchafiaeth cwantwm yn ymarferol?

Yn ddiweddar, ym mis Medi eleni, newidiodd y byd pan ddywedodd Prif Swyddog Gweithredol Google, Sundar Pichai, wrth y byd fod y cwmni o’r diwedd wedi llwyddo i gyflawni goruchafiaeth cwantwm.

Digwyddodd hyn ar ôl i’r cwmni gynnal arbrawf lle’r oedd ei brosesydd, Sycamore, yn arwr. Trwy ymchwil, roeddent yn gallu gwirio bod y tîm cwantwm hwn yn gallu datrys cyfrifiadau mathemategol hynod gymhleth a fyddai’n ei gwneud yn ofynnol i hyd at 10,000 gael eu prosesu gan uwchgyfrifiaduron traddodiadol eraill.

A fydd goruchafiaeth cwantwm yn ymarferol? 1Prosesydd sycamorwydden

Er ei bod yn wir bod y cyhoeddiad am yr oruchafiaeth hon yn amheus – yn enwedig gan ei gystadleuydd IBM – y gwir yw bod Google yn gwybod sut i sefyll allan. Nawr, ychydig fisoedd ar ôl y cyhoeddiad, maen nhw hefyd wedi honni eu bod nhw’n gwybod rhai cymwysiadau ymarferol y gellir eu defnyddio yn y dechnoleg hon.

Beth mae goruchafiaeth cwantwm yn ei wneud mewn gwirionedd?

A fydd goruchafiaeth cwantwm yn ymarferol? 2

Mae’r syniad o oruchafiaeth cwantwm wedi achosi rhai gwrthdaro oherwydd gwrthod y credo ei hun. Fodd bynnag, er ei fod yn enw digofus, dim ond o’i gymharu â nodweddion arferol cyfrifiaduron traddodiadol y caiff ei ddefnyddio.

Darnau traddodiadol mewn cyfrifiadau cwantwm – wedi’u rheoli gan 1 a 0- yn cael eu disodli gan qubits – yn cael eu rheoli gan yr holl rifau rhwng 1 a 0. Mae hyn yn caniatáu i gyfrifiaduron brosesu llawer iawn o wybodaeth gymhleth mewn llawer llai o amser.

Wrth feddwl am ddatblygiad technoleg, mae’n amlwg bod cyflawni hyn yn gyflawniad ynddo’i hun. Ond

, mae’r amser wedi dod i ystyried pa ddefnydd ymarferol y gall ei gael i roi’r dechnoleg hon ar waith heddiw.

A oes ymarferoldeb yn hyn i gyd?

A fydd goruchafiaeth cwantwm yn ymarferol? 3Sundar Pichai, Prif Swyddog Gweithredol Google, wrth ymyl uwchgyfrifiadur Sycamorwydden.

Gall gofyn pwy sy’n agos at gynnydd yn y maes hwn gael yr un ateb: “Ie, ac yn y dyfodol bydd y ffordd rydyn ni’n rheoli ein cymdeithas yn newid”. Fodd bynnag, wrth ofyn am fanylion ar sut i wneud hynny, nid yw’r atebion mor eglur.

Mae goruchafiaeth cwantwm yn dal i fod yn gyflawniad newydd iawn. Dyna pam mae’r rhan fwyaf o’i gymwysiadau yn dal i fod ym maes syniadau. Fodd bynnag, yn achos cyfrifiadau cwantwm, mae’r posibiliadau eang ar gyfer eu cymhwyso yn cwmpasu ystod eang o feysydd allweddol yn ein cymdeithas.

Meddygaeth ac iechyd

A fydd goruchafiaeth cwantwm yn ymarferol? 4

Un o’r cymwysiadau cyntaf y gellir dangos y defnydd o oruchafiaeth cwantwm yw meddygaeth. Yn y tymor hir, gellir defnyddio’r offer hwn i brosesu data yn gyflym mewn profion labordy a fyddai fel arall yn cymryd dyddiau lawer.

Gellir eu defnyddio hefyd i chwilio am batrymau mewn amrywiol batholegau, a fyddai, posteriori, yn golygu cael cronfa ddata lawer mwy lle y gellid datblygu dulliau i’w brwydro.

Gall yr un peth fod yn berthnasol i gemeg. Oherwydd y gallai cyfrifiadura cwantwm fod yn allweddol i greu a darganfod perthnasoedd newydd a fyddai fel arall yn anghyraeddadwy.

Technoleg a TG

A fydd goruchafiaeth cwantwm yn ymarferol? 5

Maes arall lle bydd goruchafiaeth cwantwm yn weladwy yn syml yw maes technoleg. Yn gyntaf, bydd y gallu unigryw i adeiladu’r timau hyn, sydd eisoes yn bosibl diolch i Google, yn caniatáu iddynt ymledu’n raddol ar draws y blaned.

Gellir defnyddio ei adnoddau prosesu i reoli data ac algorithmau porth yn well, megis rhwydweithiau cymdeithasol. Yn ogystal, gall eich systemau fod yn allweddol i greu rhwydweithiau cysylltiad llawer mwy effeithlon a chyflymach. Efallai y gallant ddechrau gweithio mewn ffordd hybrid gyda 5G neu ddod yn allweddol i gael mynediad at rwydwaith hyd yn oed yn fwy cyflawn na hyn.

A fydd goruchafiaeth cwantwm yn ymarferol? 6

Ar y llaw arall, bydd cyfrifiadura cwantwm hefyd yn hanfodol yn y broses datblygu meddalwedd. Gall deallusrwydd artiffisial poblogaidd newid yn radical oherwydd gall fod yn haws ac yn gyflymach ei ddatblygu gan beiriant sydd ag ymyl gwall llawer llai na’r disgwyl.

Gall hyn hefyd fod yn bresennol mewn technolegau eraill, megis dysgu peiriannau. Yn ogystal, bydd yn gweithio i gynyddu effeithiolrwydd rhaglenni dyddiol eraill, megis systemau adnabod wyneb, llais a biometreg.

economi

A fydd goruchafiaeth cwantwm yn ymarferol? 7

Mae’r sector ariannol yn faes arall lle gellir defnyddio goruchafiaeth cwantwm. Mae canolfannau busnes fel Wall Street yn seiliedig yn y bôn ar gasglu a rheoli data ariannol.

Gallai bodolaeth cyfrifiaduron cwantwm yn yr ardal hon gynyddu effeithlonrwydd eich dadansoddiad a’ch rhagfynegiadau yn y dyfodol. Sydd yn ei dro yn dod yn addewid o economi fwy sefydlog sydd wedi’i chynllunio’n well.

Atmosffer

A fydd goruchafiaeth cwantwm yn ymarferol? 8

Yn olaf, er efallai na fydd yr agwedd hon yn ymddangos i’r llygad noeth, gall hefyd fod yn faes ar gyfer datblygu prosesu cwantwm. Mae’r hinsawdd yn glwstwr cymhleth o lawer o ffactorau a all effeithio ar ei ymddygiad.

Rhaid i’r dechnoleg a gynigir gan Quantum Supremacy allu adfer y data hwn a gwneud rhagfynegiadau – yn ogystal â data ariannol. Yn y modd hwn, gellir datblygu gwell cynlluniau ar gyfer y dyfodol i gymryd mesurau i wynebu problemau cyfredol, megis newid yn yr hinsawdd.

Mae’n rhaid i ni aros o hyd

A fydd goruchafiaeth cwantwm yn ymarferol? 9

Er ei bod yn ymddangos bod pob un o’r swyddogaethau hyn yn fwy trawiadol na’r llall, y gwir yw bod gennym ffordd bell i fynd eto. Yn gyntaf oll, prin yw’r offer ar gael ar gyfer y dechnoleg hon ar hyn o bryd.

Ond dros amser, byddwn yn dechrau sylwi ar bresenoldeb y systemau hyn, a bydd y dechnoleg hon yn dod yn fwy a mwy cyffredin. Mae’n sicr, pan fydd hyn yn digwydd, na fydd ein bywyd mewn cymdeithas byth yr un peth.

cyfeirnod:

Goruchafiaeth cwantwm gan ddefnyddio prosesydd uwch-ddargludol rhaglenadwy: https://www.nature.com/articles/s41586-019-1666-5

Nodweddion goruchafiaeth cwantwm mewn dyfeisiau tymor byr: https://ai.google/research/pubs/pub46227/