Vetenskapliga organisationer från olika länder arbetar med att skapa den s.k. kvantdatorer. Enheter med en speciell arkitektur bör visa ökad prestanda och förenkla lösningen av ett antal uppgifter. Det är helt naturligt att militär- och försvarsindustrin redan är intresserade av sådan teknik.
Implementeringsprocess
De första som kom ut på marknaden var kvantdatorer från det kanadensiska företaget D-Wave Systems. Sedan 2007 har den introducerat en rad processorer baserade på ett annat antal qubits med olika funktioner. I det här fallet talar vi inte om en fullvärdig universaldator, utan om ett specialiserat system för att lösa specifika problem. Men i detta fall visades överlägsenhet över systemen för "klassisk" arkitektur.
År 2011 introducerades en 128-bitars D-Wave One-dator som endast kan utföra diskret optimering. Snart fanns ett kontrakt värt mer än 10 miljoner dollar med Lockheed Martin för leverans av en maskin och dess efterföljande underhåll. I sin kommunikation angav klientorganisationen att datorn kommer att användas för att lösa de mest komplexa problemen och problemen inom programvara.
2013 beställde Lockheed-Martin en nyare D-Wave Two-dator med en 512-qubit-processor. Nästa dator, typ två, såldes till en grupp organisationer under ledning av NASA för ett gemensamt projekt. Det tredje kontraktet med Lockheed Martin tecknades 2015 och gav leverans av D-Wave 2X-produkten, som har 1 152 qubits. Andra kunder inkluderar NASA och Los Alamos National Laboratory. I början av 2017 började försäljningen av D -Wave 2000Q -datorn (2048 qubits) - de blev igen intresserade av NASA och närstående organisationer. Advantage -systemet (5640 qubits) kommer in på marknaden i år.
I juni blev det känt att quantum computing center USC-Lockheed Martin baserat på USC Viterbis tekniska skola kommer att få en Advantage-dator inom en snar framtid. Det förväntas att mottagandet av en mer kraftfull maskin kommer att utöka centrumets möjligheter att bedriva forskning och skapa praktiska system. Dessutom kommer den nya datorn att ingå i Leap -kvantmolnkomplexet.
Trots kritik och begränsad kapacitet har kvantdatorer från D-Wave Systems varit föremål för flera kontrakt och har använts i olika organisationer i nästan 10 år. Huvudkunden för sådan utrustning var Lockheed Martin, en av de största organisationerna inom försvarsindustrin, verksam inom alla större områden. Även vetenskapliga och forskningsorganisationer, inkl. anställd inom det tillämpade området.
Framtiden från DARPA
I mars i år lanserade DARPA -byrån sitt kvantdatorprojekt. Inom ramen för ONISQ-programmet (Optimization with Noisy Intermediate-Scale Quantum) är det planerat att utarbeta allmänna frågor om att skapa nya datorer och sedan skapa färdiga prover. Sju "team" är involverade i arbetet, där vetenskapliga och designorganisationer deltar.
Den första etappen av ONISQ kommer att pågå i ett och ett halvt år; inom dess ram krävs det att utveckla tekniker och algoritmer för att lösa kombinatoriska optimeringsproblem. Sedan börjar den andra etappen, vars syfte är att förbättra de skapade produkterna och programmen. Resultaten av programmet kan användas i både militära och civila sfärer.
DARPA tar hänsyn till att skapa en universell kvantdator är en extremt svår uppgift, och därför sätter de för tillfället mer blygsamma mål. I synnerhet är det tillåtet att skapa simulatorer av ett kvantsystem baserat på en "vanlig" dator eller att utveckla en hybridarkitektur med ett begränsat antal qubits.
Ryskt perspektiv
I andra länder, inkl. i Ryssland ligger utvecklingen av quantum computing fortfarande efter. Simulatorer och prototyper med ett litet antal qubits finns tillgängliga och används, men kommersiell försäljning och massadoption är fortfarande långt borta. De nödvändiga åtgärderna vidtas dock och de önskade resultaten kommer att visas inom en snar framtid.
Till exempel lanserade Russian Foundation for Advanced Study 2018 projektet "Optical Systems of Quantum Computing". Som en del av detta arbete 2018-2021. det var planerat att skapa demonstratorer av datorer med 50 qubits baserade på neutrala atomer och integrerade optiska kretsar. Projektets huvudutförare är Moscow State University, och ett antal andra organisationer är också involverade i arbetet.
Arbetet har ännu inte slutförts, men det finns redan planer på att införa ny teknik. Quantum computing är ett av de lovande områdena i programmet Digital Economy. I grunden kommer nya datorer med ökad prestanda att användas inom olika områden inom industri och ekonomi. I framtiden föreslås att man skapar metoder för kvantkryptering med ökad stabilitet.
Det aktuella projektet är av intresse för olika statliga och kommersiella organisationer. Således är statliga företaget "Rosatom" och några stora statliga och kommersiella organisationer intresserade av att skaffa kvantdatorer. Möjligheten att introducera dem i försvarsindustrin diskuteras - men specifika företag har ännu inte namngetts. Tydligen kommer sådana problem att lösas i framtiden, efter det att färdiga prototyper uppträdde.
Tillämpade uppgifter
Den största fördelen med kvantdatorer framför traditionella system är deras ökade prestanda. Tack vare detta kan en kvantmaskin användas för snabbare beräkningar eller för att utföra specifikt arbete där användningen av andra medel är opraktisk.
Lockheed Martin har engagerat sig i kvantberäkning i flera år. Detaljerad information om hur arbetet fortskrider, deras verkliga uppgifter och de uppnådda framgångarna avslöjades inte. Samtidigt har allmänna uppgifter om riktningens mål och utsikter publicerats, vilket gör att man kan dra olika slutsatser.
Företagets officiella resurser nämner användningen av datorer från D-Wave Systems som ett verktyg för verifiering av programvara. När du skriver programvara är vissa fel möjliga, vars sökning och korrigering tar mycket av utvecklarens tid och resurser. En höghastighets kvantdator kan testa ett program på minimal tid och identifiera eventuella befintliga problem. I vissa fall kan kvantberäkning hantera uppgifter som är praktiskt taget olösliga för system med andra arkitekturer.
Kodgranskning kan användas på olika områden. Utvecklingen av programvara för flygteknik ges som ett exempel. Kvantdatorn kommer att påskynda processen med att testa och förbättra program, och ett klart och säkert plan kommer att släppas för testning. Höghastighetsdatorer är också lämpliga för beräkningar inom rymdindustrin. Inom några millisekunder kan D-Wave Two beräkna många skeppsbanor och välja den optimala.
Prestandafrågor
Lockheed Martin har bara kvantsystem med begränsade möjligheter - datorer från D -Wave löser bara ett smalt problemområde. I framtiden väntas framväxten av universella system med breda tillämpningsområden, vilket gör det möjligt att mer fullt ut använda den möjliga hastigheten.
Snabb bearbetning av stora datamängder eller komplexa beräkningar krävs inom olika områden inom försvarsindustrin. Införandet av kvantdatorer kommer att förenkla mjukvaruutveckling, påskynda utformningen av olika strukturer och minska antalet fälttester som krävs. Hög prestanda kan vara användbart när man skapar system med artificiell intelligens för olika ändamål - detta område är också av intresse för militära och försvarsföretag.
I allmänhet är kvantdatorer, såväl som allmänna ändamål eller specialiserade datorer av stort intresse och kan hitta applikationer inom olika områden. Införandet av sådana system, som förväntat, började med försvarssektorn och sannolikt kommer det att vara ledande inom utvecklingen av nyare teknik och design. Det förväntas att de grundläggande nya datormetoderna på allvar kommer att påverka industrin och militären, men hur snabbt sådana resultat kommer att visas och vilka förändringar som kommer att leda till det är ännu inte klart.
