Organisasi ilmiah dari berbagai negara sedang mengerjakan apa yang disebut. komputer kuantum. Perangkat arsitektur khusus harus menunjukkan peningkatan kinerja dan menyederhanakan solusi dari sejumlah tugas. Wajar jika industri militer dan pertahanan sudah tertarik dengan teknologi semacam itu.
Proses implementasi
Yang pertama muncul di pasar adalah komputer kuantum dari perusahaan Kanada D-Wave Systems. Sejak 2007, ia telah memperkenalkan berbagai prosesor berdasarkan jumlah qubit yang berbeda dengan kemampuan yang berbeda. Dalam hal ini, kita tidak berbicara tentang komputer universal yang lengkap, tetapi tentang sistem khusus untuk memecahkan masalah tertentu. Namun, dalam hal ini, superioritas atas sistem arsitektur "klasik" diperlihatkan.
Pada tahun 2011, komputer D-Wave One 128-qubit diperkenalkan, yang hanya mampu melakukan optimasi diskrit. Segera ada kontrak senilai lebih dari $ 10 juta dengan Lockheed Martin untuk penyediaan satu mesin dan pemeliharaan selanjutnya. Dalam komunikasinya, organisasi klien menunjukkan bahwa komputer akan digunakan untuk memecahkan masalah dan masalah paling kompleks di bidang perangkat lunak.
Pada tahun 2013, Lockheed-Martin memesan komputer D-Wave Two yang lebih baru dengan prosesor 512-qubit. Komputer berikutnya, tipe Dua, dijual kepada sekelompok organisasi yang dipimpin oleh NASA untuk proyek bersama. Kontrak ketiga dengan Lockheed Martin ditandatangani pada tahun 2015 dan menyediakan pengiriman produk D-Wave 2X, yang memiliki 1.152 qubit. Pelanggan lainnya termasuk NASA dan Laboratorium Nasional Los Alamos. Pada awal 2017, penjualan komputer D-Wave 2000Q (2048 qubit) dimulai - mereka kembali tertarik pada NASA dan organisasi terkait. Sistem Advantage (5640 qubit) memasuki pasar tahun ini.
Pada bulan Juni, diketahui bahwa pusat komputasi kuantum USC-Lockheed Martin yang berbasis di sekolah teknik USC Viterbi akan menerima komputer Advantage dalam waktu dekat. Diharapkan dengan diterimanya mesin yang lebih bertenaga akan memperluas kemampuan pusat untuk melakukan penelitian dan membuat sistem yang praktis. Selain itu, komputer baru akan dimasukkan dalam kompleks awan kuantum Leap.
Meskipun kritik dan kemampuan terbatas, komputer kuantum dari D-Wave Systems telah menjadi subyek dari beberapa kontrak dan telah digunakan di berbagai organisasi selama hampir 10 tahun. Pelanggan utama peralatan tersebut adalah Lockheed Martin, salah satu organisasi terbesar di industri pertahanan, yang beroperasi di semua bidang utama. Juga, organisasi ilmiah dan penelitian, termasuk. dipekerjakan di bidang yang diterapkan.
Masa depan dari DARPA
Pada bulan Maret tahun ini, agensi DARPA meluncurkan proyek komputer kuantumnya. Dalam kerangka program ONISQ (Optimization with Noisy Intermediate-Scale Quantum), direncanakan untuk menyelesaikan masalah umum pembuatan komputer baru, dan kemudian membuat sampel yang sudah jadi. Tujuh "tim" terlibat dalam pekerjaan, di mana organisasi ilmiah dan desain berpartisipasi.
Tahap pertama ONISQ akan berlangsung selama satu setengah tahun, dalam kerangkanya, diperlukan untuk mengembangkan teknik dan algoritma untuk memecahkan masalah optimasi kombinatorial. Kemudian tahap kedua akan dimulai, yang tujuannya adalah untuk meningkatkan produk dan program yang dibuat. Hasil dari program dapat menemukan aplikasi baik di bidang militer dan sipil.
DARPA memperhitungkan bahwa membuat komputer kuantum universal adalah tugas yang sangat sulit, dan oleh karena itu, untuk saat ini, mereka menetapkan tujuan yang lebih sederhana. Secara khusus, diizinkan untuk membuat simulator sistem kuantum berdasarkan komputer "biasa" atau untuk mengembangkan arsitektur hibrida dengan jumlah qubit yang terbatas.
perspektif Rusia
Di negara lain, termasuk di Rusia, perkembangan komputasi kuantum masih tertinggal. Simulator dan prototipe dengan sejumlah kecil qubit tersedia dan sedang digunakan, tetapi penjualan komersial dan adopsi massal masih jauh. Namun, langkah-langkah yang diperlukan sedang diambil, dan hasil yang diinginkan akan muncul dalam waktu dekat.
Misalnya, pada tahun 2018, Yayasan Studi Lanjutan Rusia meluncurkan proyek "Sistem Optik Komputasi Kuantum". Sebagai bagian dari pekerjaan ini pada 2018-2021. direncanakan untuk membuat demonstran komputer dengan 50 qubit berdasarkan atom netral dan sirkuit optik terintegrasi. Pelaksana utama proyek ini adalah Universitas Negeri Moskow, dan sejumlah organisasi lain juga terlibat dalam pekerjaan itu.
Pekerjaan belum selesai, tetapi sudah ada rencana untuk memperkenalkan teknologi baru. Komputasi kuantum adalah salah satu bidang yang menjanjikan dari program negara Ekonomi Digital. Pada dasarnya komputer baru dengan peningkatan kinerja akan digunakan di berbagai bidang industri dan ekonomi. Di masa depan, diusulkan untuk membuat sarana enkripsi kuantum dengan peningkatan stabilitas.
Proyek saat ini menarik bagi berbagai organisasi pemerintah dan komersial. Dengan demikian, perusahaan negara "Rosatom" dan beberapa organisasi negara dan komersial besar tertarik untuk mendapatkan komputer kuantum. Kemungkinan pengenalan mereka di industri pertahanan sedang dibahas - tetapi perusahaan tertentu belum disebutkan. Rupanya, masalah seperti itu akan diselesaikan di masa depan, setelah munculnya prototipe yang sudah jadi.
Tugas yang diterapkan
Keuntungan utama komputer kuantum dibandingkan sistem tradisional adalah peningkatan kinerjanya. Berkat ini, mesin kuantum dapat digunakan untuk perhitungan yang lebih cepat atau untuk melakukan pekerjaan tertentu di mana penggunaan cara lain tidak praktis.
Lockheed Martin telah terlibat dengan komputasi kuantum selama beberapa tahun. Informasi terperinci tentang kemajuan pekerjaan tersebut, tugas nyata mereka, dan keberhasilan yang dicapai tidak diungkapkan. Pada saat yang sama, data umum tentang tujuan dan prospek arah telah diterbitkan, yang memungkinkan penarikan kesimpulan yang berbeda.
Sumber resmi perusahaan menyebutkan penggunaan komputer dari D-Wave Systems sebagai alat verifikasi perangkat lunak. Saat menulis perangkat lunak, kesalahan tertentu mungkin terjadi, pencarian dan koreksi yang memakan banyak waktu dan sumber daya pengembang. Komputer kuantum berkecepatan tinggi dapat menguji program dalam waktu singkat dan mengidentifikasi masalah yang ada. Dalam beberapa kasus, komputasi kuantum mampu mengatasi tugas-tugas yang praktis tidak dapat diselesaikan untuk sistem dengan arsitektur lain.
Tinjauan kode dapat digunakan di berbagai bidang. Pengembangan perangkat lunak untuk teknologi penerbangan diberikan sebagai contoh. Komputer kuantum akan mempercepat proses pengujian dan peningkatan program, dan pesawat yang siap dan aman akan dirilis untuk pengujian. Komputer berkecepatan tinggi juga cocok untuk perhitungan di industri luar angkasa. Dalam beberapa milidetik, D-Wave Two mampu menghitung banyak lintasan kapal dan memilih yang optimal.
Masalah perfoma
Lockheed Martin hanya memiliki sistem kuantum dengan kemampuan terbatas - komputer dari D-Wave hanya menyelesaikan berbagai masalah yang sempit. Di masa depan, munculnya sistem universal dengan area aplikasi yang luas diharapkan, dan ini akan memungkinkan untuk lebih menggunakan kecepatan yang mungkin.
Pemrosesan cepat data dalam jumlah besar atau melakukan perhitungan kompleks diperlukan di berbagai bidang industri pertahanan. Pengenalan komputer kuantum akan menyederhanakan pengembangan perangkat lunak, mempercepat desain berbagai struktur, dan mengurangi jumlah uji lapangan yang diperlukan. Performa tinggi dapat berguna saat membuat sistem dengan kecerdasan buatan untuk berbagai tujuan - area ini juga menarik bagi perusahaan militer dan pertahanan.
Secara umum, komputasi kuantum, serta komputer tujuan umum atau khusus, sangat menarik dan dapat menemukan aplikasi di berbagai bidang. Pengenalan sistem seperti itu, seperti yang diharapkan, dimulai dengan sektor pertahanan dan, kemungkinan besar, akan menjadi pemimpin dalam pengembangan teknologi dan desain yang lebih baru. Diharapkan bahwa cara komputasi yang secara fundamental baru akan secara serius mempengaruhi industri dan militer, tetapi seberapa cepat hasil seperti itu akan muncul dan perubahan apa yang akan menyebabkannya belum jelas.
