Newsy

W ciągu dekady powstanie centrum kwantowe do komercyjnych zastosowań. Komputery kwantowe już dziś zapewniają nieosiągalną dla tradycyjnych procesorów moc obliczeniową

2021-05-25  |  06:00
Mówi:dr Alexander Streltsov
Funkcja:kierownik Laboratorium Kwantowych Zasobów i Informacji, Centrum Optycznych Technologii Kwantowych UW

Zdaniem ekspertów moc obliczeniowa komputerów kwantowych będzie podstawą rewolucji w przemyśle. Pozwoli na przykład na ultraszybką selekcję potencjalnych substancji czynnych leków. Użytkownicy prywatni będą mogli skorzystać natomiast z mocy obliczeniowej udostępnianej w chmurze, a także aplikacji mobilnych zabezpieczających ich urządzenia przed hakerami poprzez kryptografię kwantową. Chińscy naukowcy skonstruowali już 62-kubitowy komputer kwantowy. Dotychczas najbardziej zaawansowana technologicznie była 53-kubitowa technologia stworzona przez Google’a. Firma z Mountain View zapowiada jednak kontrofensywę i chce zbudować kwantowe centrum danych.

– Obecnie dostępne komputery kwantowe, na przykład komputer D-Wave, a także 53-kubitowy układ Google’a, to prawdziwa technologia kwantowa w tym sensie, że wykorzystują one zjawiska kwantowe. Możemy oczekiwać, że w przyszłości dostępne będą układy o większej liczbie kubitów, które będą pracować jeszcze wydajniej, jeszcze bardziej wyprzedzając w tym względzie klasyczne komputery – zapowiada w rozmowie z agencją Newseria Innowacje dr Alexander Streltsov, kierownik Laboratorium Kwantowych Zasobów i Informacji w Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego.

Kilka dni temu D-Wave podpisało porozumienie o współpracy w zakresie udostępniania technologii kwantowej włoskim uczelniom wchodzącym w skład konsorcjum CINECA. W ramach umowy konsorcjum skorzysta z rozszerzonego dostępu w czasie rzeczywistym do usługi chmury kwantowej Leap. Dzięki takiemu dostępowi do komputerów kwantowych za pośrednictwem chmury włoska i międzynarodowa społeczność naukowa będzie miała możliwość prowadzenia edukacji i dalszych badań w zakresie możliwości technologii kwantowej.

Tymczasem naukowcy z chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii zaprojektowali już programowalny nadprzewodnikowy, 62-kubitowy procesor, stwarzający możliwość programowania dwuwymiarowych spacerów kwantowych. Urządzenie może być wykorzystane m.in. do optymalizacji w planowaniu transportu w światowych metropoliach, ale też w medycynie ­do ultraszybkiej selekcji potencjalnych cząsteczek do stworzenia nowych leków. Zdaniem naukowców pracujących przy tym projekcie takie zastosowanie będzie możliwe już w ciągu najbliższych pięciu lat.

Ogromne możliwości stwarza też kwantowa technologia, z której korzysta Google.

– Ich zespół zaprezentował już układ, który jest szybszy niż klasyczne komputery. Potrafi rozwiązać konkretny problem szybciej niż jakikolwiek inny komputer dostępny obecnie. Można się spodziewać, że w nadchodzących latach ten dystans pomiędzy komputerami kwantowymi a klasycznymi będzie się wydłużał i będziemy świadkami jeszcze bardziej obiecujących pokazów możliwości tych systemów – przewiduje dr Alexander Streltsov. – Nie można jeszcze kupić komputera kwantowego, przynajmniej jako klient indywidualny, jednak w ciągu kilku lat pojawi się więcej urządzeń opartych na tej technologii.

Google ogłosiło właśnie rozpoczęcie budowy kwantowego centrum danych w Santa Barbara w Kalifornii. W ciągu najbliższej dekady na kampusie Quantum AI będą produkowane procesory kwantowe, powstanie też funkcjonalny komputer kwantowy do zastosowań komercyjnych. Znalezienie takich zastosowań to jedno z obecnie największych wyzwań dla branży kwantowej.

– Spore nadzieje wiąże się z tym, że komputery kwantowe umożliwią symulowanie dynamiki molekularnej. To ważne choćby dla branży biomedycznej i w zakresie opracowywania leków. W takich obszarach jest największe zainteresowanie komputerami kwantowymi na dużą skalę – wskazuje kierownik Laboratorium Kwantowych Zasobów i Informacji, Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego. – W najbliższej przyszłości spodziewam się upowszechnienia się kryptografii kwantowej.

Technologia kwantowa może znaleźć szerokie zastosowanie w branży cyberbezpieczeństwa. Południowokoreańska firma telekomunikacyjna Seoul KT zaprezentowała niedawno technologię, która umożliwia szybkie i łatwe zastosowanie kryptograficznej komunikacji kwantowej w aplikacjach na smartfony z łącznością 5G. Technologia może być zastosowana poprzez zainstalowanie specjalnej aplikacji. Łączy ona w sobie technologię kwantowej dystrybucji klucza (QKD) z technologią kryptografii postkwantowej (PQC). Taka hybryda uznawana jest za niezwykle skuteczną zaporę przed atakami hakerskimi.

– Jeszcze większą skalę ma idea internetu kwantowego. Oznacza to globalną sieć, która przetwarza splątane fotony. Obok bezpiecznej komunikacji między użytkownikami sieci zapewni to takie zastosowania jak wykonywanie zdalnych obliczeń kwantowych – mówi dr Alexander Streltsov. – Można to porównać do dzisiejszych aplikacji w chmurze, w których użytkownik z mało wydajnym laptopem może zakupić moc obliczeniową w chmurze na serwerze jakiejś firmy. Internet kwantowy z zasady pozwoli na to samo, tylko z komputerem kwantowym. Można będzie więc mieć bardzo prosty komputer kwantowy w domu i zamówić bardziej złożone obliczenia u innych uczestników sieci. Unijna inicjatywa Quantum Technologies Flagship jest bardzo ważnym krokiem w tym kierunku – dodaje.

Przyspieszenie badań nad technologią komputerów kwantowych ma na celu między innymi unijny projekt Quantum Technologies Flagship, który rozpoczął się w 2018 roku. Jego realizacja ma doprowadzić do stworzenia w Europie internetu kwantowego, w którym komputery kwantowe będą połączone za pośrednictwem kwantowych sieci komunikacyjnych. Budżet projektu to miliard euro.

Czytaj także

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Kosmos i lotnictwo

Polska firma rozwija sztuczną inteligencję na podstawie analizy sztucznych sygnatur radarowych. Technologia wyśledzi na wodach nielegalne statki czy kłusowników

Według Europejskiej Agencji Kosmicznej satelity mogą dostarczać ponad 150 terabajtów danych dziennie. Dane z obrazowania Ziemi są już wykorzystywane do dostarczania praktycznych spostrzeżeń dla rządów i przedsiębiorstw, sprawdzają się w precyzyjnym rolnictwie i pomagają reagować na katastrofy naturalne. Polska firma idzie krok dalej – rozwija sztuczną inteligencję, opierając się na analizie sztucznych sygnatur radarowych, które następnie porównuje z tradycyjnym zobrazowaniem satelitarnym. – Rozwiązanie najczęściej stosujemy przy rozpoznawaniu nielegalnych obiektów, np. przy transporcie ropy naftowej czy rybołówstwie – mówi Mateusz Maślanka z SATIM Monitoring Satelitarny.

Biotechnologia

W czasie pandemii wzrosło zainteresowanie kosmetykami o leczniczych właściwościach. Polska firma pracuje nad kremem rozluźniającym mięśnie

W czasie pandemii wzrosło zainteresowanie kosmeceutykami, które łączą kosmetyki i bioaktywne składniki o leczniczych właściwościach. Firmy kosmetyczne wykorzystały rewolucję biomedyczną, dodając do swoich produktów biologicznie aktywne składniki, które wzmacniają funkcje zdrowej skóry. Kosmeceutyki zacierają granicę między lekiem a kosmetykiem i stają się coraz popularniejsze, nie tylko na Zachodzie. Polska firma opracowuje Conocream, który zawiera neurotoksyny produkowane przez ślimaki. Zastosowany peptyd pozwala na głęboką relaksację, bo działa na jony odpowiadające za rozluźnianie mięśni.