심각한 양자 컴퓨터가 사용할 준비가 되었습니다. 그들은 무엇을 할 수 있습니까?

에서는 작은 실험실에서 무성한 시골에 대해 수 백 마일 북쪽의 뉴욕시에서 천장 중단하고 복잡하게 얽힌의 관 및 전자 제품입니다. 는 컴퓨터입니다,이기는 하지만 지저분하다. 그리고 그것은 일반 컴퓨터입니다. 아마도 그것은 하나가 될 운명에서 가장 중요한 역사입니다. 양자 컴퓨터 약속 계산을 수행하까지의 범위를 넘어 모든 기존의 슈퍼컴퓨터입니다. 그들은 생산할 수 있는 분야에서 혁명의 새로운 재료를 만들 수 있도록 시뮬레이션 행동의 문제로 원자 수준입니다. 그들은 가져올 수 있는 암호화 및 컴퓨터 보안을 새로운 수준을 깨고,지금까지 꿰 뚫을 수없는 코드입니다. 심지어는 희망이 그들을 가져올 것이 인공 지능의 새로운 수준으로 도움이 될 것입니다,그에게 더 효과적으로 선별 및 프로세스는 데이터입니다.

만 이제,수십 년 후의 꾸준히 진행 과학자들은 마지막으로 닫을 만드는 양자 컴퓨터,충분히 강력을 정기적으로 어떤 컴퓨터에 할 수 없습니다. 이 아름다운 랜드 마크는"양의 패권"니다. 운동을 이 랜드마크로 향하고 구글에 의해 다음,Intel and Microsoft. 그 중에서—지원 신생:Rigetti 컴퓨팅,IonQ,양자 회로,그리고 다른 사람입니다.

아직 아무도 일치할 수 있습니다 IBM 이 지역에 있습니다. 50 년 전에는,회사는 발전에 재료 과학,기초를 놓을 컴퓨터의 혁명입니다. 그래서 마지막 월,MIT 기술 검토 갔 연구 센터의 Thomas J.Watson at IBM 질문에 대답하는 것이 무엇입 양자 컴퓨터 좋은? 그것은 가축에 있어 실용적이며 신뢰할 수 있는 양자 컴퓨터까요?

우리는 왜 필요 양자 컴퓨터까요?

이 연구는 중앙에 위치하고 있 요크타운 높이 조금 같은 비행 접시에서 1961. 그것에 의해 설계한 건축가 Eero neofuturists 넨과 건축의 전성기 동안 IBM 의 창조자로 큰 메인프레임한 사업이다. IBM 가장 큰 회사는 컴퓨터 세계에서 십 년 이상의 건물 연구 센터 그녀가 다섯 번째로 큰 회사에 이어 세계에서 포드와 일반적인 전기습니다.

지만 복도의 건물을 찾고,마을을 통해 디자인이 여러분의 사무소 안쪽에 창문이 없습니다. 에서 이 유형의 객실을 발견 찰스 베니다. 지금 그는 70 년,그는 큰 흰색 구레나룻,그가 입고 있던 검은 양말 샌들과도 연필 경우를 처리합니다. 로 둘러싸인 컴퓨터 모니터,화학적 모델,그리고 예기치 않게,작은 디스코,그는 기억의 탄생 양자 컴퓨터 같은 경우 그것은 어제 있었습니다.

경우 베넷 가입 IBM1972 년에,양자 물리학이 이미 반 세기,그러나 여전히 계산에 의존적인 물리학과 수학적 이론을 정보의 클로드 샤논 개발 MIT 에서는 1950 년대에습니다. What Shannon 정량화에 의한 정보를 수의"비트"(용어는 그는 대중화,그러나 발명하지 않은)가 필요한 저장합니다. 이러한 비트 0 과 1 바이너리 코드의 기초를 형성하는 전통적인 계산합니다.

일년 후에 도착하는 요크타운 높이에,베를 도왔 기반을 마련하기 위한 양자 정보를 이론에 도전합니다. 그녀가 사용하는 기괴한 행동 객체의 원자 규모입니다. 에서 이러한 크기의 입자에 존재할 수 있습니다"중첩"의 여러 상태(많은 위치)같은 시간에습니다. 두 입자가 될 수 있습니다"얽혀"그래서 그 상태의 변화 중 하나는 즉시 응답하여 두 번째입니다.

베넷 및 다른 사람이 이해하는 일부 유형의 계산에는 너무 많은 시간,또는 불가능할 수 있습 효과적으로 도움으로 수행되의 양자현상입니다. 양자 컴퓨터에 정보를 저장 quantum bits,또는 qubits 니다. Qubits 에 존재할 수 있습니다 겹쳐 적층의 사람과 영(1 0),와 혼란을 방해하는 데 사용될 수 있 검색에 대한 컴퓨팅 솔루션에서의 거대한 숫자국니다. 을 비교과 고전적인 양자 컴퓨터는 매우 옳지 않다,하지만,상징적으로 말하면,양자 컴퓨터의 몇 백 qubits 생산할 수 있는 더 많은 계산이 동시에 이상이 있는 원자 알려진 우주에 있습니다.

여름에는 1981 년에는 IBM 및 MIT,조직의 랜드마크라는 이벤트는"처음에 회의 물리 컴퓨팅"니다. 그것은에서 개최되었다 호텔 엔디콧 하우스,맨션에는 프랑스 스타일 근처의 캠퍼스 MIT 니다.

사진에서는 베았다 동안 회의 잔디밭에,당신은 당신의 일부를 볼 수 있습니다 가장 영향력 있는 인물로서 컴퓨팅의 역사와 양자 물리 등을 포함하여 Conrad Susa 는 최초로 개발된 프로그래밍,컴퓨터 및 리처드 파인만,중요한 공헌을 양자론입니다. 파인만이 유지에 핵심 컨퍼런스에서 연설을 있는 그는 발생의 아이디어를 사용하여 양자 효과에 대한 계산합니다.

"push 의 양자 정보를 이론을 받고 있에서 파인만"라고 베니다. "그는 말했다:자연은 양자,그녀의 어머니! 우리가 원하는 경우를 시뮬레이션,우리가 필요 양자 컴퓨터입니다."

양자 컴퓨터,IBM 은 가장 유망한 중 하나의 오른쪽 아래로 홀의 사무실에서 베니다. 이 기계는을위한 조작 중요한 요소의 양자 컴퓨터:qubits 는 정보를 저장합니다.

심 꿈과 현실 사

IBM 기계를 사용한 양자 효과에서 발생하는 초전도 물질니다. 예를 들어,때로는 전류가 흐를 시계 방향 및 반시계 방향으로 동일한 시간입니다. 컴퓨터 IBM 사용하는 초전도칩,큐 비트로 구성되어 있는 두 개의 서로 다른 전자에너지 상태입니다.

머리 위 전송선 방법에는 많은 장점이 있습니다. 하드웨어를 사용하여 만들 수 있습니다 잘 알려진 방법을 설립,제어하는 시스템을 사용할 수 있습니다,일반 컴퓨터입니다. Qubits 에서는 초전도 회로 쉽게 의무가 조작하고 적은 민감한 개별 또는 광자 이온다.

에서 양자 lab IBM 엔지니어들은 작업의 버전을 가진 컴퓨터 50qubits 니다. 을 실행할 수 있습니다 간단한 시뮬레이터의 양자 컴퓨터에서 기존의 컴퓨터지만,50qubits 것이 사실상 불가능합니다. 즉 IBM 이론적으로 접근 지점을 넘어서는 양자 컴퓨터 문제를 해결할 수 있습 액세스 할 수없는 기존의 컴퓨터에서 다른 말,양자 우월합니다.

하지만 과학자들은 IBM 에서 당신을 말할 것이다 양자 우월성은 어려운 개념이다. 당신이해야 할 모든 50 척 완벽했을 때 현실에서는 양자 컴퓨터에서 고통을 오류가 있습니다. 또한 믿을 수 없을 유지하기 위해 열심히 qubits 통해 주어진 시간만,그들에게"decoherence 은"그의 손실을 섬세한 양자,자연과 같은 전체가 금연 링 용해 조금이라도 바람이다. 더 qubits,이를 극복하기 어렵 모두 작업입니다.

"당신은 50 또는 100qubits,그리고 그들은 정말 잘 작동,충분히고 완전히 무료로부터 오류에 당신을 이해할 수 있는 계산하는 것은 불가능하다 재생에 모든 클래식 자동차,지금은,그 다음 또는 미래"라고 말한 로버트 Selikoff,예일 대학 교수이자 설립자의 양자 회로습니다. "의 다른 측면 양자 컴퓨터가 있다는 것을 믿을 수 있는 기회의 오류에 대한"니다.

는 또 다른 이유에 대한 주의사항은 아주 명백한 유용하게 사용할 수 있도 완벽하게 작동하는 양자 컴퓨터입니다. 그 뿐만 아니라 가속화합 솔루션의 모든 작업을 던져. 사실 많은 형태의 컴퓨팅,그것은 불균형"멍청이"클래식 자동차의합니다. 많은 알고리즘을 정의하는 날짜에서는 양자 컴퓨터는 것이 명백한 이점이다. 고 심지어 그들과 함께 이용할 수 있습니다. 가장 유명한 양자 알고리즘을 개발해서 베드로 Shor 의 MIT,을 찾을 수 있도록 설계되었 주요 요인의 정수입니다. 많은 유명한 암호화 방식에 의존하고 있다는 사실을 검색을 수행하기가 매우 어렵 밖으로 정상적인 컴퓨터입니다. 그러나 암호화에 적응할 수 있을 만들의 새로운 종류의 코드에 의존하지 않고 인수 분해합니다.

That's why,심지어는 접근 50-cubitas 이정표,IBM 연구원은 노력을 해소하고 있습니다. 테이블에서는 복도 내려다 무성한 잔디밭,외부 제이 겜베타 광장,키가 큰 호주 탐험,양자 알고리즘과 잠재적인 응용 프로그램를 위한 IBM 의 장비이다. "우리는 독특한 위치에,"he says,신중하게 선택하는 그녀의 말합니다. "우리가 장치가 있는 것이 가장 어려운할 수 있는 시뮬레이션에서 고전적인 컴퓨터지만,그것은 제어되지 않는 충분한 정밀도 수행을 통해 그 특정 알고리즘"니다.

무엇이든 ilimskom 희망하는 심지어는 불완전한 양자 컴퓨터는 것이 유용할 수 있습니다.

겜베타 광장 및 다른 연구원으로 시작하는 응용 프로그램 파인만이 예견 1981 년에 다시합니다. 화학적 반응과 재료의 특성에 의해 결정되는 사이의 상호 작용 원자와 분자니다. 이러한 상호 작용에 의해 통제되는 양자현상입니다. 양자 컴퓨터가 할 수 있습니다(적어도 이론)을 모델로 그들을 수 없는 전통이 있습니다.

,작년에는 겜베타 광장 및 그의 동료 IBM 에서 사용 semicubical 기계에 대한 정확한 모델링 구조의 베릴륨 수소화물입니다. 로 구성된 세 개의 원자,이 분자가의 가장 복잡한 모든는 시뮬레이션의 사용과 양자 시스템입니다. 결국,과학자들이 사용할 수 있는 양자 컴퓨터 디자인에 대한의 효율적인 태양 전지,마약 또는 촉매 변환하는 햇빛으로 깨끗한 연료니다.

이러한 목표는 물론,여전히 상상할 수 없을 정도로 먼니다. 하지만,말 Gambetta,가치있는 결과에서 파생될 수 있습 페어링과 고전적인 양자 컴퓨터입니다.

에 대한 물리학의 꿈,엔지니어의 악몽

"과대 광고를 추진하고 인식되는 양자 컴퓨터실,"이삭을 추앙 교수,MIT 에서습니다. "이것은 꿈의 물리학은 악몽의 엔지니어"니다.

사천이 개발을 주도하의 첫 번째 양자 컴퓨터에서 작업 IBM 에 맡고 있으며,캘리포니아에서,늦은 1990 년대 초 2000-ies 니다. 하지만 그가 더 이상 그들을 위해,그는 또한 우리는 우리의 시작 부분에서 무언가가 매우 큰되는 양자 컴퓨터는 결국 역할을에서의 발전 인공 지능합니다.

그는 또한 의심의 혁명이 시작하지 않을 때까지 새로운 세대의 학생들과 해커들을 재생하기 시작하면 실질적인 기계입니다. 양자 컴퓨터에서 필요로 하지만 서로 다른 프로그래밍 언어이지만,또한 기본적으로 다른 사고 방식에 대한 프로그래밍입니다. 로 겜베타 광장은 말한다,"우리는 정말 알 수 없 해당하는"안녕하세요"세상에서는 양자 컴퓨터입니다."

그러나 우리는 보이기 시작합니다. In2016,IBM 류 작은 양자 컴퓨터 클라우드입니다. 도구를 사용하여 프로그램을 위한 QISKit 실행할 수 있습니다 간단한 프로그램수천명의 사람들,학계에서는 학생들,생성 프로그램을 QISKit 처리하는 간단한 양자 알고리즘이 있습니다. 지금은 Google 과 다른 회사들은 또한 노력을 얻는 양자 컴퓨터 온라인합니다. 그들은 할 수 없이 많은,하지만 사람들에게 기회를 경험하는 것 양자 계산합니다.