Pengkomputeran kuantum untuk industri pertahanan

Isi kandungan:

Pengkomputeran kuantum untuk industri pertahanan
Pengkomputeran kuantum untuk industri pertahanan

Video: Pengkomputeran kuantum untuk industri pertahanan

Video: Pengkomputeran kuantum untuk industri pertahanan
Video: Вторая мировая война - Документальный фильм 2024, Mac
Anonim
Imej
Imej

Organisasi saintifik dari pelbagai negara sedang berusaha untuk mewujudkan apa yang disebut. komputer kuantum. Peranti seni bina khas harus menunjukkan peningkatan prestasi dan mempermudah penyelesaian sejumlah tugas. Adalah wajar bahawa industri ketenteraan dan pertahanan sudah berminat dengan teknologi tersebut.

Proses pelaksanaan

Yang pertama muncul di pasaran adalah komputer kuantum dari syarikat Kanada D-Wave Systems. Sejak 2007, ia telah memperkenalkan rangkaian pemproses berdasarkan jumlah qubit yang berbeza dengan kemampuan yang berbeza. Dalam kes ini, kita tidak membincangkan tentang komputer sejagat yang lengkap, tetapi mengenai sistem khusus untuk menyelesaikan masalah tertentu. Namun, dalam kes ini, keunggulan terhadap sistem seni bina "klasik" ditunjukkan.

Pada tahun 2011, komputer D-Wave One 128-qubit diperkenalkan, hanya mampu melakukan pengoptimuman diskrit. Tidak lama kemudian, terdapat kontrak bernilai lebih dari $ 10 juta dengan Lockheed Martin untuk pembekalan satu mesin dan penyelenggaraannya yang seterusnya. Dalam komunikasinya, organisasi klien menunjukkan bahawa komputer akan digunakan untuk menyelesaikan masalah dan masalah yang paling kompleks dalam bidang perisian.

Pada tahun 2013, Lockheed-Martin memesan komputer D-Wave Two yang lebih baru dengan pemproses 512-qubit. Komputer seterusnya, jenis Dua, dijual kepada sekumpulan organisasi yang diketuai oleh NASA untuk projek bersama. Kontrak ketiga dengan Lockheed Martin ditandatangani pada tahun 2015 dan memperuntukkan penghantaran produk D-Wave 2X, yang mempunyai 1,152 qubit. Pelanggan lain termasuk NASA dan Makmal Nasional Los Alamos. Pada awal tahun 2017, penjualan komputer D-Wave 2000Q (2048 qubit) bermula - mereka kembali berminat dengan NASA dan organisasi yang berkaitan. Sistem Advantage (5640 qubit) memasuki pasaran tahun ini.

Pada bulan Jun, diketahui bahawa pusat pengkomputeran kuantum USC-Lockheed Martin yang berpusat di sekolah teknik USC Viterbi akan menerima komputer Advantage dalam masa terdekat. Diharapkan penerimaan mesin yang lebih hebat akan memperluas keupayaan pusat untuk menjalankan penyelidikan dan membuat sistem praktikal. Sebagai tambahan, komputer baru akan dimasukkan ke dalam kompleks awan kuantum Leap.

Imej
Imej

Walaupun terdapat kritikan dan kemampuan yang terbatas, komputer kuantum dari D-Wave Systems telah menjadi subjek beberapa kontrak dan telah digunakan di pelbagai organisasi selama hampir 10 tahun. Pelanggan utama peralatan tersebut adalah Lockheed Martin, salah satu organisasi terbesar dalam industri pertahanan, yang beroperasi di semua bidang utama. Juga, organisasi saintifik dan penyelidikan, termasuk. bekerja dalam bidang yang diaplikasikan.

Masa depan dari DARPA

Pada bulan Mac tahun ini, agensi DARPA melancarkan projek komputer kuantumnya. Dalam kerangka program ONISQ (Optimization with Noisy Intermediate-Scale Quantum), dirancang untuk menyelesaikan masalah umum dalam membuat komputer baru, dan kemudian membuat sampel siap pakai. Tujuh "pasukan" terlibat dalam pekerjaan, di mana organisasi ilmiah dan reka bentuk mengambil bahagian.

Tahap pertama ONISQ akan berlangsung satu setengah tahun; dalam kerangka kerjanya, diperlukan untuk mengembangkan teknik dan algoritma untuk menyelesaikan masalah pengoptimuman kombinatorial. Kemudian peringkat kedua akan bermula, tujuannya adalah untuk memperbaiki produk dan program yang dibuat. Hasil program ini dapat digunakan dalam bidang ketenteraan dan awam.

DARPA mengambil kira bahawa membuat komputer kuantum universal adalah tugas yang sangat sukar, dan oleh itu, buat masa ini, mereka menetapkan tujuan yang lebih sederhana. Khususnya, diperbolehkan membuat simulator sistem kuantum berdasarkan komputer "biasa" atau untuk mengembangkan seni bina hibrid dengan jumlah qubit yang terhad.

Perspektif Rusia

Di negara lain, termasuk di Rusia, perkembangan pengkomputeran kuantum masih ketinggalan. Simulator dan prototaip dengan sebilangan kecil qubit tersedia dan digunakan, tetapi penjualan komersial dan penggunaan besar-besaran masih jauh. Namun, langkah-langkah yang diperlukan sedang diambil, dan hasil yang diinginkan akan muncul dalam waktu dekat.

Imej
Imej

Sebagai contoh, pada tahun 2018, Yayasan Rusia untuk Kajian Lanjutan melancarkan projek "Sistem Optik Pengkomputeran Kuantum". Sebagai sebahagian daripada kerja ini pada 2018-2021. ia dirancang untuk membuat demonstrasi komputer dengan 50 qubit berdasarkan atom neutral dan litar optik bersepadu. Pelaksana utama projek ini adalah Moscow State University, dan sebilangan organisasi lain juga terlibat dalam pekerjaan ini.

Kerja itu belum selesai, tetapi sudah ada rancangan untuk memperkenalkan teknologi baru. Pengkomputeran kuantum adalah salah satu bidang yang menjanjikan dalam program keadaan Ekonomi Digital. Komputer baru pada asasnya dengan peningkatan prestasi akan digunakan dalam pelbagai bidang industri dan ekonomi. Di masa depan, dicadangkan untuk membuat cara penyulitan kuantum dengan peningkatan kestabilan.

Projek ini menarik minat pelbagai organisasi kerajaan dan komersial. Oleh itu, syarikat negeri "Rosatom" dan beberapa organisasi besar dan komersial berminat untuk mendapatkan komputer kuantum. Kemungkinan pengenalan mereka dalam industri pertahanan sedang dibincangkan - tetapi perusahaan tertentu belum disebutkan namanya. Nampaknya, masalah seperti ini akan dapat diselesaikan pada masa akan datang, setelah munculnya prototaip siap pakai.

Tugasan yang diaplikasikan

Kelebihan utama komputer kuantum berbanding sistem tradisional adalah peningkatan prestasi mereka. Berkat ini, mesin kuantum dapat digunakan untuk pengiraan yang lebih cepat atau untuk melakukan pekerjaan tertentu di mana penggunaan cara lain tidak praktikal.

Lockheed Martin telah terlibat dengan pengkomputeran kuantum selama beberapa tahun. Maklumat terperinci mengenai kemajuan karya tersebut, tugas sebenarnya dan kejayaan yang dicapai tidak dinyatakan. Pada saat yang sama, data umum mengenai tujuan dan prospek arah telah diterbitkan, yang memungkinkan kesimpulan yang berbeda dapat diambil.

Imej
Imej

Sumber rasmi syarikat menyebutkan penggunaan komputer dari D-Wave Systems sebagai alat pengesahan perisian. Semasa menulis perisian, terdapat kesilapan tertentu, carian dan pembetulannya memerlukan banyak masa dan sumber pemaju. Komputer kuantum berkelajuan tinggi dapat menguji program dalam jangka masa minimum dan mengenal pasti masalah yang ada. Dalam beberapa kes, pengkomputeran kuantum dapat mengatasi tugas-tugas yang praktis tidak dapat diselesaikan untuk sistem dengan seni bina lain.

Semakan kod boleh digunakan dalam pelbagai bidang. Pengembangan perisian untuk teknologi penerbangan diberikan sebagai contoh. Komputer kuantum akan mempercepat proses pengujian dan peningkatan program, dan pesawat yang siap dan selamat akan dilepaskan untuk diuji. Komputer berkelajuan tinggi juga sesuai untuk pengiraan dalam industri angkasa. Dalam beberapa milisaat, D-Wave Two dapat mengira banyak lintasan kapal dan memilih yang terbaik.

Masalah prestasi

Lockheed Martin hanya mempunyai sistem kuantum dengan kemampuan yang terhad - komputer dari D-Wave hanya menyelesaikan pelbagai masalah. Di masa depan, kemunculan sistem universal dengan bidang aplikasi yang luas diharapkan, dan ini memungkinkan untuk menggunakan kelajuan yang mungkin sepenuhnya.

Pemprosesan data dalam jumlah besar atau melakukan pengiraan yang kompleks diperlukan dalam pelbagai bidang industri pertahanan. Pengenalan komputer kuantum akan mempermudah pengembangan perisian, mempercepat reka bentuk pelbagai struktur, dan mengurangkan jumlah ujian lapangan yang diperlukan. Prestasi tinggi dapat berguna ketika membuat sistem dengan kecerdasan buatan untuk pelbagai tujuan - bidang ini juga menarik bagi perusahaan ketenteraan dan pertahanan.

Secara amnya, pengkomputeran kuantum, serta komputer khas atau khusus, sangat menarik dan dapat mencari aplikasi dalam pelbagai bidang. Pengenalan sistem sedemikian, seperti yang diharapkan, dimulai dengan sektor pertahanan dan, kemungkinan besar, akan menjadi pemimpin dalam pengembangan teknologi dan reka bentuk yang lebih baru. Diharapkan kaedah pengkomputeran yang baru akan mempengaruhi industri dan tentera dengan serius, tetapi seberapa cepat hasil tersebut akan muncul dan perubahan apa yang akan menyebabkannya belum jelas.

Disyorkan: