Artėja asmeninių superkompiuterių laikai

Bendrovė sako šį kompiuterį naudosianti grėsmėms realiu laiku stebėti ir įrenginiams atpažinti bei patvirtinti (angl. authentication), skelbia CNBC.

Kvantiniai kompiuteriai iš esmės laikomi kompiuterijos šventuoju graliu, mat jie teoriškai gali atlikti itin sudėtingus skaičiavimus milijonus kartų greičiau nei galingiausios šių laikų mašinos. Tai gali atverti daug durų mokslui ir paspartinti žmonijos progresą.

Kanadiečiai savo mašiną – „D-Wave 2000Q“ yra jau ketvirtas modelis – vadina pirmuoju pasaulyje komerciniu kvantiniu kompiuteriu.

Mokslininkai dar ginčijasi

„Esame vienintelė įmonė, parduodanti kvantinius kompiuterius, ir auganti mūsų įrangos naudotojų ekosistema suteikia mums praktinės patirties, kurią galime panaudoti kurdami produktus, sprendžiančius realaus pasaulio problemas (...). Kol kitos organizacijos tiria (kvantinių kompiuterių) prototipus su vos keletu kubitų savo laboratorijose, „D-Wave“ pristato sistemas, programinę įrangą, siūlo mokymus ir paslaugas, kurių reikia sukurti naujai rinkai“, – sako Vernas Brownellas, „D-Wave Systems“ generalinis direktorius.

Tačiau mokslininkai iki šiol nesutaria, ar „D-Wave“ kompiuteriai išties yra kvantiniai. Nemaža dalis fizikų linkusi šią mašiną vadinti kompiuteriu, kurio veikimas paremtas kvantinės mechanikos principais, bet ne tikrąja žodžio reikšme kvantiniu kompiuteriu. Šis ginčas kilo dar 2010 m., kai „D-Wave“ pristatė pirmąjį savo komercinį produktą „D-Wave One“. Nepriklausomiems mokslininkams ir konkurentams, tokiems kaip IBM (ši kompanija irgi yra sukūrusi 5 kubitų kvantinio kompiuterio prototipą, bet visai kitos konstrukcijos, paremtą kitais kvantinės mechanikos principais), abejonių sukėlė „D-Wave“ konstrukcija ir kompanijos pasirinktas kvantinio tuneliavimo metodas skaičiavimams atlikti. Tai ir lemia, kad „D-Wave“ ne visas užduotis geba atlikti greičiau už įprastus serverių masyvus.

Kad ir kaip būtų, niekas neneigia, kad „D-Wave“ skaičiuojamoji galia yra gerokai didesnė už įprastų kompiuterių. Esant atitinkamoms sąlygoms ir užduotims, ji gali būti iki 100.000.000 kartų didesnė nei įprasto kompiuterio.

Kalbant apie kainos ir galimybių santykį, naujausias „D-Wave“ modelis jau gali rungtis ir su kai kuriais superkompiuteriais.

Štai galingiausias pasaulyje superkompiuteris „Tianhe-2“ (liet. „Paukščių Takas-2“) Kinijai atsiėjo 390 mln. USD. O vienas iš pigiausių superkompiuterių, patenkančių į galingiausiųjų dešimtuką, – JAV esantis „Mira“ – kainavo apie 50 mln. USD.

Taigi „D-Wave“ nauda ir kaina, nors ši mašina greičiau atlieka tik tam tikrus skaičiavimus, regis, nusveria kritiką ir siauresnės panaudojimo srities trūkumus.

„Temporal Defense Systems“ pirmoji iš pasaulio įmonių įsigijo naujausią „D-Wave“ modelį – 2.000 vadinamųjų kvantinių bitų, arba kubitų, turintį „2000Q“. Tačiau ankstesnius modelius „D-Wave One“, „D-Wave Two“ ir „D-Wave 2X“ jau yra įsigijusios tokios bendrovės kaip „Lockheed Martin“ ir „Google“. Taip pat JAV kosmoso tyrimų agentūra NASA ir Los Alamos nacionalinė laboratorija.

videoklipas::1

Dabartinė padėtis kvantinių kompiuterių (arba prietaisų, kurių veikimas paremtas kvantinės mechanikos principais) rinkoje šiek tiek primena tradicinės kompiuterijos eros pradžią, t. y. penktąjį praėjusio amžiaus dešimtmetį, kai JAV, Pensilvanijos universitete, buvo sukurtas kompiuteris ENIAC ir atsirado bei pradėjo mažėti tranzistoriai.

Tiesa, šiais laikais, net kalbant apie kvantinius kompiuterius, niekas nebekartoja tuometinio IBM vadovo Thomo Watsono žodžių: „Manau, kad pasaulinė kompiuterių paklausa siekia apie 5 vienetus.“

Veikimo principas

Įprastas kompiuteris veikia dvejetainės sistemos principu: kiekvienas informacijos bitas gali būti 0 arba 1. Šioje sistemoje kompiuteris viską užrašo ir skaičiuoja. Pavyzdžiui, skaičius 42 dvejetainėje sistemoje būtų užrašomas taip: 101010.

Lustų lygmeniu, labai supaprastinus, dvejetainė sistema iš esmės reiškia du dalykus: yra elektros impulsas arba jo nėra. Tam tikrą kiekį tokių impulsų priima kompiuterio lusto loginiai vartai, kurie juos sudeda ir „išduoda“ vieną informacijos bitą. Iš daugybės bitų sudaromi ir saugomi duomenys: vaizdas, garsas, tekstas.

Įprastuose kompiuteriuose visi bitai vienu metu gali būti tik 0 arba 1. Kvantiniuose kompiuteriuose kiekvienas bitas (vadinamas kubitu) gali būti ir 0, ir 1 tuo pačiu metu. Ir valdoma yra ne elektros srovė, o tikimybė, kad kubitas pereis į vieną ar kitą būvį. „D-Wave“ tikimybę valdo per magnetinį lauką.

Tokia kvantinių kompiuterių ypatybė leidžia jiems atlikti kur kas daugiau skaičiavimų vienu metu ir, bent teoriškai, daryti tai greičiau. Pavyzdžiui, 5 kubitų kvantinis kompiuteris vienu metu gali būti 32 būvių. Tai reiškia, kad jis gali vienu metu atlikti 32 skaičiavimus. Kuo daugiau kubitų luste, tuo daugiau operacijų galima atlikti. Palyginkime, įprastas kompiuteris, nesvarbu, kad ir koks galingas būtų, vienu metu gali būti tik vieno būvio ir atlikti tik vieną operaciją. Kitaip sakant, tai, kad kompiuteryje vienu metu veikia kelios programos, tėra iliuzija, savotiškas greičio triukas. Kompiuteris vieną operaciją atlieka vienu metu, tiesiog tai vyksta taip greitai, kad žmogui atrodo, jog tai vyksta vienu metu.