Mit tesz majd nekünk a kvantumszámítás? Programozók, döntéshozók megosztják egymással ötleteiket

Krysta Svore kvantuminformatikusnak van egy álma.

Álmában megérkezik a hétre Északnyugati Quantum Nexus csúcstalálkozó a Washingtoni Egyetemen egy önvezető autóban, amely kvantumszámítást használ a GPS-leolvasások pontosságának növelésére és a forgalom optimalizálására. – Szóval gyorsabban értem ide, mint valaha – mondta Svore.

„A kvantumhitelkártyámmal fizettem, amit tudom, hogy senki nem lopott el, mert teljesen biztonságos” – mondta. „Útközben kinéztem a szabadba, és a levegő tiszta és tiszta volt. Több szenet vonunk ki a légkörből. Tisztább energetikai megoldásaink vannak. Valójában az országot éppen áthuzalozták szobahőmérsékletű szupravezető kábellel, így veszteségmentes áramátvitelt biztosítunk az Egyesült Államokban.”

Svore álmában a kvantumszámítógépek optimalizálták az energia átvitelének útvonalait, és kidolgozták a szuperhatékony akkumulátorok kémiáját is, amelyek a nap- és szélenergiát mindig elérhető elektromossággá alakítják. „Mindez alacsonyabb áramszámlához vezet számomra” – mondta.

Svore olyan kvantumtechnológiákról álmodik, amelyek molekuláris léptékben új gyógyszereket tervezhetnek, távoli fekete lyukakat hihetetlen pontossággal térképezhetnek fel, és új típusú játékokat hozhatnak létre, amelyek segítenek a következő generációnak megszokni a kvantumfizika furcsa világának működését.

„Ez volt az álmom tegnap éjjel” – mondta Svore. „A világ más volt. Kvantum volt. De valójában ez az álom itt van. A világ kvantum. És ma a mi kezünkben van, hogy megteremtsük ezt az álmot, hogy megteremtsük itt északnyugaton.”

Az ébredező világban Svore a Microsoft kvantumszoftvereinek vezérigazgatója – és az eheti kvantumszámítási csúcstalálkozó egyik szervezője, amely ma ért véget. Az esemény célja az volt, hogy új kapcsolatokat építsenek ki a Pacific Northwest kvantumkutatói közösségén belül.

A Microsoft, az UW és a Pacific Northwest National Laboratory már produktív köz- és magánszféra együttműködést ápol ezen a területen, és a heti esemény több száz hasonló gondolkodású kutatót vonzott Washington államból, Oregonból, British Columbiából és más országokból.

A kvantumszámítás abban különbözik a klasszikus digitális számítástechnikától, hogy kvantumbitek vagy qubitek manipulálására támaszkodik, amelyek egyidejűleg különböző értékeket tárolhatnak a számítás eredményének kiolvasásáig. A hardvert és a szoftvert nehéz kidolgozni, de egyes cégek – mint pl D-Wave Systems Burnabyben, BC – már első generációs kvantumfelhő-szolgáltatásokat kínálnak. Öt éven belül a Microsoft azt reméli, hogy követi a magáét kvantumszámítógép hálózat az Azure felhőplatformon.

A kvantumkutatás finanszírozása nem csak álom. A technológiai vállalatok dollármilliókat költenek kvantum erőfeszítéseikbe, és a nemrégiben jóváhagyott Nemzeti Kvantum Kezdeményezési Törvény 1.2 milliárd dollárt különít el kvantumkutatásra a következő öt évben. A Fehér Ház nemrégiben közzétett költségvetési javaslata szerint a következő pénzügyi évben 430 millió dollárt kell költeni kvantuminformáció-tudományra.

"A kvantuminformáció tudományában rejlik a lehetőség, hogy forradalmasítsa tudományos ismereteinket, javítsa ipari bázisunkat, és jelentős gazdasági és nemzetbiztonsági előnyökkel járjon" - áll a Fehér Ház közleményében. K+F költségvetés áttekintése. A 430 millió dollárt felosztanák a Pentagon, az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma, a National Science Foundation és a National Institute of Standards and Technology között.

Chris Fall, akit az Energiaügyi Minisztérium Tudományos Irodájának élére jelöltek, elmondta, hogy a kvantuminformáció-tudomány kulcsfontosságú lesz a gazdaság és a nemzetbiztonság szempontjából, részben a titkosítási kódok feltörésére és a biztonságos kommunikáció új formáinak kialakítására való képessége miatt.

A Nemzeti Kvantumkezdeményezési Törvény végrehajtása érdekében az Energiaügyi Minisztérium regionális kvantumkutató központok hálózatának létrehozására készül – egy olyan hálózat létrehozására, amelybe a Northwest Quantum Nexus is bekapcsolódhat.

Fall azt mondta, hogy nem tudja megjósolni, hogy hol helyezik el a központokat, de biztosította a résztvevőket, hogy a kvantumkutatás prioritást élvez az osztályán. „Valóban benne leszünk ebben” – mondta.

Jacob Taylor, a Fehér Ház Tudományos és Technológiai Politikai Hivatalának kvantuminformatikai tudományért felelős igazgatóhelyettese a kvantumkutatás által előidézett szélesebb körű technológiai fejlődésre összpontosított.

„Amikor egy kvantumszámítógép megépítésére gondolok, nem a qubitek építésére gondolok” – mondta. „Az anyagtudományra gondolok. A vezérlő elektronikára gondolok. A kriogenikára gondolok. A lézerekre gondolok. A vákuumrendszerekre gondolok. A vezérlő szoftverre gondolok. … A kvantumérzékelésben és bizonyos mértékig a kvantumhálózatokban zajló dolgokat a tudomány nagy mozgatórugóinak és egyben technológiai bázisnak tekintem, amely beépül majd abba, amire szüksége lehet egy kvantumszámítógép megépítéséhez.”

Ahogy az a helyzet mesterséges intelligencia kutatás, az Egyesült Államoknak vetélytársai vannak a kvantumszámítási versenyben. Az Európai Unió több mint egymilliárd dollárt különített el erre „Kvantum zászlóshajó” kezdeményezés, és egyes vélemények szerint Kína az dollármilliárdokat önteni a kvantumtechnológiába.

Taylor azonban óva intett a dollár-dollár összehasonlítástól. Azt mondta, nehéz pontosan meghatározni, hogy Kína mennyit költ, mivel a különböző típusú programokat különböző módon osztályozzák. „Annyit tudok mondani, hogy egyértelmű, hogy rengeteg pénzt költenek” – mondta Taylor.

Adam Smith amerikai képviselő (D-Wash.) azt mondta, hogy a kvantumversenyt elsősorban a nemzetbiztonság prizmáján keresztül nézi. Elismerte, hogy nem könnyű számára megérteni a kvantumszámítástechnika részletes működését.

„Egy dolgot megértek, hogy ez lehetővé teszi számunkra, hogy teszteljük az elméleteket, hogy megvizsgáljuk az előttünk álló kihívásokat, és kitaláljuk, „hogyan kaphatunk erre választ?” … A védelmi világban az a lényeg, hogy mindent jobban csináljunk” – mondta Smith, a képviselőház fegyveres szolgálatai bizottságának elnöke.

Smith azt mondta, van egy saját kvantumálma.

„Gyerekként olvastam a Alapítványi trilógia írta Isaac Asimov. Azt akarom, hogy megjósolhassam, mit fognak tenni ellenfeleink, mit fognak tenni az emberi lények” – mondta Smith. – Tulajdonképpen nem viccelek ezzel.

Frissítés március 8-án, délelőtt 13:20 PT: Átdolgoztuk ezt a jelentést, hogy egyértelművé tegyük, hogy Chris Fallt jelölték az Energiaügyi Minisztérium Tudományos Hivatalának élére, de a szenátus még nem erősítette meg.

Forrás: https://www.geekwire.com/2019/quantum-nexus-summit-applications/