12

Microsoft Q# – zamień swoją maszynę w komputer kwantowy

Udostępniony przez Microsoft Quantum Development Kit pozwala na zupełnie nowe podejście do wyzwań obliczeniowych. Możemy programować tak, jak gdybyśmy posiadali komputer kwantowy. Bo choć do stworzenia takich maszyn jeszcze długa droga, musimy zacząć się przygotowywać na ich nadejście.

Jakiś rok temu Microsoft zapowiedział przejście od teorii do praktyki. Specjalnie stworzony zespół zaczął budować komputer kwantowy. Choć do ukończenia prac jeszcze daleko, na konferencji Ignite we wrześniu tego roku ogłoszono, że na ukończeniu są prace nad językiem programowania, który posłuży do stworzenia algorytmów wykorzystywanych w takich komputerach.

I właśnie teraz została wydana darmowa wersja preview tego środowiska. Microsoft udostępnił również symulator, w którym developerzy mogą przetestować stworzone przez siebie algorytmy. W połączeniu z dokumentacją techniczną i materiałami treningowymi ma zainteresować to światem komputerów kwantowych większe grono osób niż sami fizycy.

Przypomnijmy, że o komputerach kwantowych od lat mówi się jako o wyjściu technologii komputerowych ze ślepego zaułka i wielokrotnym zwiększeniu mocy obliczeniowej. Miało by to pomóc w pracy nad tak skomplikowanymi zagadnieniami jak sztuczna inteligencja. Komputery kwantowe mają też poradzić sobie z procesami, których obecne maszyny nie rozumieją, np. modelowaniem natury. Zajęcie się skutkami zmian klimatycznych czy głodem na świecie uderza już w bardzo podniosłe nuty.

Kubit nową jednostką informacji

Dzięki wykorzystaniu zasad mechaniki kwantowej bity mają zastąpić nowe jednostki informacji. To kubity czyli kwantowe bity (quantum bit). Microsoft poprzez programowanie w Visual Studio chce pokazać, w jaki sposób dział logika wielowartościowa i jakie dzięki temu można osiągnąć korzyści.

Zajmujące się wieloma zmiennymi jednocześnie kubity miałyby opracowywać skomplikowane zadania zdecydowanie szybciej niż współczesne komputery oparte na krzemie. Informacje podawane przez Microsoft działają na wyobraźnię. W jego symulatorze 29 kubitów przekłada się na wykorzystanie 8 GB pamięci operacyjnej, 31 kubitów to już 32 GB pamięci podczas gdy 40 kubitów wymaga jej aż 16 TB.

Nie podlega wątpliwości fakt, że fizyka kwantowa to bardzo rozbudowane i trudne do zrozumienia zagadnienie. Tym bardziej więc chwalebna jest próba przełożenia jej na coś bardziej zrozumiałego dla programistów. Po opanowaniu języka Microsoftu możliwe ma być płynne przejście na komputery kwantowe, gdy już te wreszcie zostaną wyprodukowane.

Dostrzegane są już również zagrożenia związane z wydajnością komputerów kwantowych. Byłyby one w stanie z łatwością złamać współcześnie stosowane zabezpieczenia. Konieczne jest więc stworzenie np. nowych sposobów na szyfrowanie danych. I w szerszym kontekście, przygotowanie się na nadejście momentu, w którym takie maszyny się pojawią.

Microsoft nie jest jedyną firmą pracującą nad komputerami kwantowymi. Nad tak obiecującym projektem pracują również inni giganci, z których wymieńmy chociażby Google czy Intela. Z pewnością wizja wdrożenia największej zmiany jakościowej od kilkudziesięciu lat jest kusząca. Obliczenia zajmujące współczesnym komputerom miliardy lat, mogłyby zostać wykonane w ciągu godzin i dni. Zapewne więc znajdą się chętni do sprawdzenia rozwiązań Microsoftu dających przedsmak tych innowacji. Zobaczymy ile będą musieli poczekać, na możliwość wykorzystania swoich algorytmów na prawdziwych maszynach kwantowych. Na razie nikt nie podejmuje się określenia, kiedy mogłyby się zakończyć prace nad ich stworzeniem.

Źródło: microsoft via techpowerup

  • doogopis

    No takie komplitli takie i komplitli takie. To niech pokażą co mają! Znaczy niech pokażą że nic nie maja! To tylko bajki, kompletne farmazony. Niech pokażą jakieś komplitli układy scalone! A nie animacje komputerowe czy CGI. Te wszystkie bajki o jakimś tam sztucznym dna,prosze pokazać jak działa! Czekam! Nie są to pretensje do autora,alr po zobaczenou tego filmu propagandowego tylko śmiać mi sie chce. Rozwiązywanie najtrudniejszych problemów ludzkości! Ojej! Ktoś ma wrażenie że inteligencja rządzi światem? Że to jak żyjemy to szczyt ludzkiej inteligencji? Litości.
    Nie ma żadnych kwantowych czegokolwiek,to naukowe kocopoły nic więcej. Bo coś co istnieje w jakiś sposób da się pokazać czy wykryć!
    Co , ktoś myśli że jakiś tam niby mega komp rozwiąże magicznie nasze problemy? Komputer? I jeszcze niby człowiek tak go zaprogramuje? Jasne!
    Dlatego widzimy ten pokaz animacji! Nawet one nic z kwantu nie mają.

  • YY

    Zbudowano już jakiś komputer kwantowy? Czym różni się jego działanie od tradycyjnych?

  • ᗪ ᒍ ᗩ K ᗪ E K I E ᒪ

    Ale to dosyć stare. Tzn chociażby MS już jakiś czas temu wypuścił https://www.microsoft.com/en-us/research/project/language-integrated-quantum-operations-liqui/
    Oprócz tego, http://www.quantumplayground.net/#/home fajna zabawa :D

  • ja

    „Komputery kwantowe mają też poradzić sobie z procesami, których obecne maszyny nie rozumieją, np. modelowaniem natury.”
    Tak jakby ludzie rozumieli :>

    • Mateusz Stach

      To, że komputery kwantowe „wymkną nam się spod kontroli” to jeden ze scenariuszy ;)

  • Marcin Laskowski

    Autor chyba nie rozumie czym jest komputer kwantowy, jak ma działać i po co jest budowany. Fakt to trudny temat.

    „Przypomnijmy, że o komputerach kwantowych od lat mówi się jako o wyjściu
    technologii komputerowych ze ślepego zaułka i wielokrotnym zwiększeniu
    mocy obliczeniowej.”

    Nieprawda, komputery kwantowe działają zupełnie inaczej. Efektywnie dla kowalskiego wymiana spowoduje zwolnienie maszyny.
    Komputer kwantowy da nam możliwość uzyskanie wyniku w krótszym czasie poprzez jednoczesne sprawdzanie X rozwiązań na raz (w jednym kroku). Każdy kolejny qbit zwiększa ilość jednoczesnych obliczeń dwukrotnie.

    „Komputery kwantowe mają też poradzić sobie z procesami, których obecne maszyny nie rozumieją, np. modelowaniem natury.”

    Aktualne doskonale rozumieją tylko nie są w stanie efektywnie tego robić bo wykonują za mało operacji na raz.

    Symulator dla czegoś powyżej 10qbit ma mały sens, dopiero szukamy możliwości zbudowania 10qbit.