IBM, dünyanın ilk ticari kuantum bilgisayarını piyasaya sürdü!
IBM, 2019'da CES'te "oyun şehri" Las Vegas'ta kutunun altından bir şey çıkardı.
IBM, bilimsel ve ticari kullanım için tasarlanmış dünyanın ilk tümleşik genel amaçlı yaklaşık kuantum hesaplama sistemi olarak bilinen IBM Q System One'ın piyasaya sürüldüğünü duyurdu. Bu sistemi çalıştıran kuantum bilgisayar, şu anda dünyanın tek bağımsız ticari kuantum bilgisayarı olan IBM Q'dur.
2,74 metre yüksekliğinde ve 2,74 metre genişliğindeki IBM Q, bir filin gövdesini andırıyor ve bakım kolaylığı için motorla açılabilen 15 cm kalınlığında borosilikat cam kabuğa sahip.
Kuantum bilgisayarların büyüklüğünden bağımsız olarak, dahili alanın çoğu soğutma cihazları tarafından işgal edilmektedir.
Bir kuantum bilgisayarın çekirdeği son derece düşük sıcaklıklarda çalışması gerektiğinden, bu ne kadar düşük? Mutlak sıfırdan (yani eksi 273 santigrat derece) bir dereceden daha azdır ve sıvı helyumun sıcaklığından daha soğuktur ve tek başına soğuması birkaç gün sürer.
Bu, CPU'yu soğutmak için sıvı nitrojen kullanan PC oynatıcılarından tamamen farklıdır Kuantum bilgisayar "CPU", büyük ısı üretimi nedeniyle değil, yalnızca dahili süper iletken bileşenlerin normal çalışmasına yetecek kadar düşük olduğu için soğutulur.
Kuantum bilgisayarlar sayıları saklamak için "kübit" kullanır, geleneksel bilgisayarlar ise klasik bitler kullanır. Geleneksel ikili depolama verileri yalnızca 0 veya 1 durumlarından birinde olabilirken, 1 kübit aynı anda 0 ve 1'i depolayabilir ve üst üste binme kuantum mekaniği aracılığıyla elde edilir.
Bununla birlikte, kübitlerin bu üst üste binme özelliği sonsuza kadar sürmeyecek, en gelişmiş süper iletken kuantum bilgisayarlar bile saniyenin on binde biri kadar dayanabilir. Sıcaklık düşükse bu durum daha uzun sürebilir.
Bu aynı zamanda kuantum bilgisayarların ticari kullanımındaki ana darboğazdır.
Bunu okuduktan sonra koi çocuğu Cao Yuan'dan bahsetmeliyim.Çin'den gelen 22 yaşındaki bu çocuk 107 yıldır dünyayı saran sorunu kendi bilimsel araştırmasıyla çözdü. Dünyanın en iyi akademik dergisi "Nature", yılın en iyi on bilim adamı arasında yer aldı!
107 yıldır dünyayı rahatsız eden sorun nedir?
Dünya enerji tarihinde, enerji iletim sürecinde çok büyük enerji kayıpları vardır. Halihazırda kullanılan iletim malzemelerinden, iletim işlemi sırasında enerji ısısının yaklaşık% 7'si kaybedilir. Bu, dünyadaki tüm enerji şirketleri için bir baş ağrısıdır.
1911'de Hollandalı fizikçi Kamerlin Onnes elektron kaybını sıfıra indirebilecek bir iletim malzemesi keşfetti ve ona "süper iletken" adını verdi. Bu keşif sayesinde Onness, Nobel Ödülü'nü kazandı.
Ne yazık ki, bu tür iletim koşullarını elde etmek için ortamın mutlak sıfıra (yani eksi 273 santigrat derece) soğutulması gerekir. Bu gerçek dünyada kesinlikle imkansızdır, bu nedenle bu bilimsel araştırma sonucu uygulamaya konulamaz ve enerji şirketleri hala büyük kayıplara katlanırlar.
O zamandan bu yana 107 yıl içinde, bilim dünyasındaki sayısız bilim insanı, normal sıcaklık koşullarında "süper iletken" performansı elde edebilen malzemeler geliştirmeyi umuyor, ancak hepsi başarısızlıkla sonuçlandı. Cao Yuan ortaya çıkana kadar.
Doktora çalışması sırasında Cao Yuan, teorisine göre iki grafen katmanının birbirinden biraz uzaklaştığında malzemenin büyük ölçüde değişeceğini ve süperiletken performansı elde etmenin mümkün olduğunu keşfetti.
Fakat onun spekülasyonu birçok fizikçinin sorgulamasına neden oldu, onlar bunun sadece 20 yaşında bir çocuk olduğunu, dünya hakkında güzel bir fantezi olduğunu düşünüyorlar. Gerçek test sonuçları hiçbir şekilde Cao Yuan'ın düşündüğü kadar basit değildir.
Cao Yuan, dış dünyanın şüpheleri tarafından geri püskürtülmedi, aksine hâlâ kendi kararına sıkı sıkıya inanıyordu.
Bu nedenle gece gündüz laboratuvarda çömeldi, yüksek sıcaklık ve aşırı soğuk gibi çeşitli aşırı zor koşulların üstesinden geldi ve hayalini defalarca savunmak için çok çalıştı.
Sonunda, bir deneyde, Cao Yuan zekice açıyı 1,1 dereceye çevirdiğinde bir mucize gerçekleşti.Özel bir elektrik alanındaki iki grafen tabakası bir süper iletken haline geldi ve elektronlar aralarında serbestçe dolaştı.Cao Yuan sonunda kendini dünyaya kanıtladı!
Kendinden geçmiş Cao Yuan, bunun dünyayı değiştirecek bir araştırma sonucu olacağını biliyordu. Bu nedenle temkinli davrandı ve 7 ay boyunca tekrarlanan deneylerden sonra nihayet tüm deneylerini bu yıl Mart ayında tamamladı. Dünyanın 107 yıllık süper iletken lanetini kırdı!
Daha sonra akademik makaleleri düzenledi ve bunları Nature dergisine gönderdi.
"Nature" dergisinin editörü makaleyi aldıktan sonra o kadar heyecanlandı ki dizecek vakti yoktu, bu yüzden makalelerden birini derginin web sitesinde yayınladı ve sonra başka bir makale hakkında yorum yaptı.
Cao Yuan yayınlandığında anında dünyayı şok etti! Dünyanın dört bir yanındaki bilim adamları, Cao Yuan'ın laboratuvarda yarattığı mucizeyi kopyalayabileceklerini hevesle umuyorlar.
Bir Columbia Üniversitesi profesörü heyecanla bile söyledi : "Cao Yuan bizim için yeni bir dünyanın kapısını açtı. Çok şey yapabiliriz."
Cao Yuan makalesini yayınladıktan sonra, sadece 9 ay içinde, grafenin ilk ticari uygulaması geldi. Örnek olarak cep telefonunu ele alalım, grafen pil takıldıktan sonra cep telefonunun şarj süresi 16 dakikaya indirilecek.
Buna dayanarak, Cao Yuan'ın keşfi, tüketici elektroniği endüstrisinin gelişimini büyük ölçüde teşvik edecek ve enerji iletimi açısından küresel enerji endüstrisinde yüz milyarlarca dolar tasarruf sağlayacaktır!
Kesin olarak, normal sıcaklık koşullarında süperiletkenliğe ulaşmak zor olduğundan, The Verge durmaksızın Q System One gibi kuantum hesaplama sistemlerinin hala deneysel olduğuna işaret etti. Gerçek hayattaki bilgi işlem söz konusu olduğunda, dizüstü bilgisayarınız daha güçlü olabilir.
Tech Crunch, çoğu ticari uygulama için 20 bitlik bir makinenin yeterli olmadığı yorumunu yaptı. Dahası, IBM, kendi deneysel ekipmanının dışına muhteşem bir kabuk ekledi.
Ne yazık ki, IBM Q kuantum bilgisayarı size teslim edilemez. IBM'in ticari kuantum bilgi işlem sistemini kullanmak istiyorsanız, ona yalnızca bulut aracılığıyla erişebilirsiniz.
Mayıs 2016'dan beri IBM, IBM Q kuantum bilgisayarının bulut erişim haklarını halka ücretsiz olarak açtı, ancak o zaman yalnızca 5 kübitlik bilgi işlem gücüne sahipti.
IBM, IBM Q'nun şu anda 100.000'den fazla kullanıcıya sahip olduğunu ve açık kaynaklı kuantum hesaplama geliştirme kiti Qiskit'in 140.000'den fazla kez indirildiğini söyledi.
Ayrıca IBM, akademik kurumlar ve büyük kuruluşlarla işbirliği yoluyla kuantum hesaplama araştırmalarını ilerletmeyi amaçlayan Q Network'ü başlattı.
Yakın zamanda katılan ortaklardan bazıları şunlardır: Argonne Ulusal Laboratuvarı, CERN, Exxon Mobil, Fermilab, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı vb.
Dahası, kuantum bilgisayarlar sıradan şirketlerin ve kurumların karşılayabileceği bir şey değildir.
IBM belirli fiyatı açıklamamasına rağmen. Ancak 2016'da rakibi D-wave, Google'a 15 milyon dolar fiyatla 9 kübitlik bir kuantum bilgisayar sağladı.
Kuantum hesaplama, genellikle bilgi işlem alanında bir sonraki büyük olay olarak kabul edilir.
Geleneksel bilgisayarlar için çok zaman alan bazı sorunlar için, kuantum bilgisayarlar çok daha az adımda çözüm bulabilir.
Örneğin, Grover adlı bir kuantum arama algoritması kullanarak, sizi 100 milyon isme sahip bir telefon rehberinde bulmak yalnızca 10.000 işlem gerektirir. Ancak klasik arama algoritması, bu görevi tamamlamak için ortalama 50 milyon işlem gerektirir.
Kimya ve ilaç alanlarında, endüstri uzmanları, kuantum teknolojisinin ilaç keşif oranlarını% 5 -% 10 ve verimliliği% 15 -% 20 artırabileceğini tahmin ediyor.
Kuantum hesaplama, en karmaşık şifre güvenlik sistemlerini kırmada, yeni malzemeler tasarlamada, iklim değişikliğini simüle etmede ve süper yapay zekayı gerçekleştirmede önemli bir rol oynar.
O kadar çok yetenek var ki, herhangi bir güçlü hükümet geride kalmak istemiyor. Amerika Birleşik Devletleri, Çin, Avrupa Birliği, Birleşik Krallık, Hollanda, Japonya, Kanada ve Avustralya, araştırmaya çok fazla kaynak yatırdı.
Aksine, büyük şirketler arasındaki rekabet daha yoğun ve daha belirgindir.
2018'den görülebilir.
2018 CES konferansında Intel, 49 kübitlik (kübit) süper iletken test çipi Tangle Lake'in başarılı tasarımını, üretimini ve teslimatını duyurdu.
Mart ayında Google, 72 bitlik kuantum çip Bristlecone'yi duyurdu ve 72 bit kuantum bilgisayarın testine başladığını söyledi. Baidu, Kuantum Hesaplama Enstitüsü'nün kurulduğunu duyurdu ve beş yıl içinde dünya standartlarında bir kuantum hesaplama araştırma enstitüsü kurmayı planlıyor ve kuantum hesaplamayı kademeli olarak işine entegre etmeyi planlıyor.
Mayıs ayında Microsoft, Build konferansında beş yıl içinde 100 topolojik kübite sahip ilk kuantum bilgisayarı kuracağını ve Microsoft Bulut Azure'a entegre edeceğini duyurdu.
Ekim ayında Alibaba Dharma Akademisi, Yunqi Konferansı'nda süper iletken kuantum çipleri ve kuantum hesaplama sistemlerinin araştırma ve geliştirmesine başlayacağını duyurdu. Huawei, Tam Bağlantı Konferansı sırasında kuantum bilişim simülatörünün HiQ bulut hizmeti platformunu resmi olarak yayınladı.
Yurtiçi gerçek ilerleme açısından, Mayıs 2017'de, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Profesör Jianwei Pan'ın ekibi, önceki klasik bilgisayarları geride bırakan dünyanın ilk optik kuantum bilgisayarını geliştirdi.
Aralık 2018'de, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Akademisyen Guo Guangcan ekibi, modern ve verimli bir kuantum bilgisayar kontrol sistemini başarıyla geliştirdiğini duyurdu.
Bunu okuduktan sonra, Cao Yuan'ın Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'ne dönmesinin ve Çin'in uluslararası teknolojik rekabetinin büyük önemini anlamalısınız.
Ödülü kazandıktan sonra, başarılarını akıl hocaları ve sınıf arkadaşlarıyla kutlamak için hemen mezun olduğu Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'ne döndü. Cao Yuan, çalışmalarından döndükten sonra Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nde çalışabileceği yönündeki umudunu dile getirdi.
Dünya hala önceki dünyadır ve Çin artık eskiden Çin değildir. Giderek daha fazla Çinli bilim adamı ortaya çıktı ve Çin'in bilimsel araştırma yeteneklerini dünyaya kanıtladı.
Kuantum hesaplamanın çeşitli "fantastik" uygulamalarının ne zaman uygulanacağını sormak istiyorsanız, kuantum hesaplama araştırmalarıyla uğraşan kişilerin nedenini söylemeleri zordur. Kuantum bilişim çağı gerçekten ne zaman başlayacak? İlk katil uygulamalar nelerdir? Süperpozisyon gibi belirsizlikler hala var.
Ancak, büyük şirketler için kâr yaratabilecek kuantum çağı başladı ve IBM Q System One bir öncü.
Bununla birlikte, Cao Yuan'ın katılmasıyla, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nin ilk pratik kuantum bilgisayarı yakında gelecek ve Çin bir kez daha kuantum hesaplamada dünyaya liderlik edecek.
