Φανταστείτε έναν κόσμο όπου ασθένειες όπως το Αλτσχάιμερ και ο καρκίνος μπορούν να θεραπευτούν με πρωτοφανή ακρίβεια, όπου τα μοντέλα κλιματικής αλλαγής μπορούν να προβλέψουν τα καιρικά μοτίβα χρόνια πριν συμβούν οι αλλαγές και όπου οι χρηματοπιστωτικές αγορές μπορούν να βελτιστοποιηθούν για την πρόληψη οικονομικών κρίσεων.
Σήμερα, αυτές οι προκλήσεις παραμένουν ανεπίλυτες σε μεγάλο βαθμό παρά τους πολύ ισχυρούς υπερυπολογιστές που χρησιμοποιούνται γι’ αυτό τον σκοπό. Και ξαφνικά, ένα νέο μοντέλο υπολογισμού, ο κβαντικός υπολογισμός, υπόσχεται να «ξεκλειδώσει» λύσεις σε αυτά τα προβλήματα με τρόπους που δεν ήταν ποτέ πριν εφικτοί. Πριν από μερικές ημέρες η Microsoft ανακοίνωσε μια σημαντική ανακάλυψη στον τομέα αυτό με το Majorana 1, ένα καινοτομικό σύστημα κβαντικών bit (qubit, σε αντίθεση με τα κλασικά bit) που υπόσχεται τη δημιουργία πιο σταθερών και κλιμακούμενων κβαντικών συστημάτων, επιταχύνοντας την πορεία προς τον πρακτικό κβαντικό υπολογισμό.
Ένα χρόνο πριν, έγραφα σε άρθρο μου πώς οι πρώιμες εξελίξεις στον κβαντικό υπολογισμό έθεσαν τις βάσεις για τις σημερινές ανακαλύψεις. Ο δρόμος προς τους κβαντικούς υπολογιστές δεν ήταν εύκολος. Η κβαντική τεχνολογία διερευνάται από τη δεκαετία του ’80, όμως οι πρώτες προσπάθειες για τη δημιουργία σταθερών qubits ήταν αποτυχημένες παρά την αναγνωρισμένη πρόοδο που κατάφεραν κολοσσοί της τεχνολογίας όπως η IBM και η Google.
Η υπεροχή στο πεδίο αυτό παρέμεινε για καιρό ένα πολυπόθητο ζητούμενο λόγω των υψηλών ποσοστών σφαλμάτων. Μερικές από τις πρώτες προσπάθειες, όπως οι πρώιμοι κβαντικοί επεξεργαστές της D-Wave Quantum Inc., έδειξαν πολλά υποσχόμενες, όμως στερούνταν τις πλήρεις δυνατότητες που απαιτούνται για πρακτικές εφαρμογές. Το ταξίδι από τη θεωρητική εξερεύνηση στην πρακτική εφαρμογή φαινόταν πολύ μακρύ, αλλά, παρά τις αποτυχίες, η επιδίωξη του κβαντικού υπολογισμού συνεχίστηκε.
Η τελευταία σημαντική ανακάλυψη της Microsoft σηματοδοτεί ένα κρίσιμο βήμα προς την υπέρβαση αυτών των προκλήσεων· αποτελεί ίσως ένα πρώτο ορόσημο που καταδεικνύει απτή πρόοδο προκειμένου να γίνει ο κβαντικός υπολογισμός βιώσιμη λύση για προβλήματα του πραγματικού κόσμου.
Τι Είναι το Majorana 1
«Οι περισσότεροι από εμάς μεγαλώσαμε μαθαίνοντας ότι υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι ύλης: στερεά, υγρά και αέρια. Σήμερα, αυτό άλλαξε. Έπειτα από σχεδόν 20 χρόνια έρευνας, δημιουργήσαμε μια εντελώς νέα κατάσταση ύλης, βασιζόμενη σε μια νέα κατηγορία υλικών, τοπο-αγωγών, που επιτρέπουν ένα θεμελιώδες άλμα στην υπολογιστική τεχνολογία. Majorana 1, η πρώτη μονάδα κβαντικής επεξεργασίας που βασίζεται σε τοπολογικό πυρήνα».
Με τα παραπάνω λόγια, ο διευθύνων σύμβουλος της Microsoft Satya Nadella ανακοίνωσε προ ημερών μια νέα καινοτομία στην κβαντική υπολογιστική.
Στον πυρήνα του, ο κβαντικός υπολογιστής αξιοποιεί τις αρχές της κβαντικής μηχανικής για την επεξεργασία πληροφοριών με ριζικά διαφορετικό τρόπο από τους παραδοσιακούς υπολογιστές. Ενώ οι κλασικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν bit (0 και 1), οι κβαντικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν, όπως αναφέρθηκε, τα qubits, τα οποία μπορούν να υπάρχουν σε πολλές καταστάσεις ταυτόχρονα. Αυτό τους επιτρέπει να εκτελούν σύνθετους υπολογισμούς με ταχύτητες ασύλληπτες με τη σημερινή τεχνολογία.
Οι μετοχές των εταιρειών που ερευνούν το Quantum Computing σημείωσαν άνοδο, αφού η ανακοίνωση της Microsoft έδειξε ότι η τεχνολογία αυτή δεν απέχει πλέον «δεκαετίες». Σε αντίθεση με τους κλασικούς υπολογιστές, που θα χρειάζονταν χιλιάδες χρόνια για να λύσουν ορισμένα πολύπλοκα προβλήματα, οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούσαν να το κάνουν μέσα σε λίγα λεπτά.
Όμως, η κατασκευή πραγματικών qubit και η απόκτηση πληροφοριών μέσα και έξω από αυτά είναι εξαιρετικά δύσκολη, επειδή οι αλληλεπιδράσεις με τον έξω κόσμο μπορούν να καταστρέψουν τις ευαίσθητες κβαντικές καταστάσεις στο εσωτερικό.
Η τελευταία πρόοδος της Microsoft επικεντρώνεται ακριβώς σε αυτό: στη δημιουργία πιο σταθερών και επεκτάσιμων κβαντικών συστημάτων. Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στον κβαντικό υπολογισμό ήταν η διατήρηση των qubits σε σταθερή κατάσταση για αρκετό καιρό ώστε να εκτελούνται χρήσιμοι υπολογισμοί.
Η Microsoft λοιπόν προτείνει τη χρήση των λεγόμενων «μηδενικών λειτουργιών Majorana», ενός εξωτικού τύπου σωματιδίων για να ενεργοποιήσει πιο σταθερά και ανεκτικά σε σφάλματα qubits, και έτσι υπόσχεται να αντιμετωπίσει ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια στον κβαντικό υπολογισμό. Με αυτή την ανακάλυψη, η Microsoft ανοίγει τον δρόμο για πιο αξιόπιστες, επεκτάσιμες και πρακτικές εφαρμογές κβαντικού υπολογισμού.
Τι Σημαίνει Αυτό για το Μέλλον
Η τελευταία αυτή καινοτομία δεν είναι απλώς ένα επιστημονικό επίτευγμα. Μπορεί να αποτελέσει καταλύτη που θα αναδιαμορφώσει συγκεκριμένους κλάδους, θα λύσει μεγάλες παγκόσμιες προκλήσεις και θα ξεκλειδώσει νέες επιχειρηματικές ευκαιρίες. Ήδη η χρηματιστηριακή αγορά υποδέχθηκε θερμά τις σχετικές ανακοινώσεις.
Οι μετοχές των εταιρειών που ερευνούν το Quantum Computing σημείωσαν άνοδο, αφού η ανακοίνωση της Microsoft έδειξε ότι η τεχνολογία αυτή δεν απέχει πλέον «δεκαετίες». Σε αντίθεση με τους κλασικούς υπολογιστές, που θα χρειάζονταν χιλιάδες χρόνια για να λύσουν ορισμένα πολύπλοκα προβλήματα, οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούσαν να το κάνουν μέσα σε λίγα λεπτά. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε πρωτοποριακές ανακαλύψεις σε διάφορους τομείς, από την ιατρική μέχρι την επιστήμη των υλικών και όχι μόνο.
Ο κβαντικός υπολογιστής έχει τη δύναμη να οδηγεί την καινοτομία με τρόπους που ωφελούν το κοινωνικό σύνολο. Για παράδειγμα:
Υγεία και ανακάλυψη φαρμάκων: Οι κβαντικές προσομοιώσεις θα μπορούσαν να βοηθήσουν στον σχεδιασμό νέων φαρμάκων και εμβολίων ταχύτερα και πιο αποτελεσματικά, φέρνοντας επανάσταση στην ιατρική έρευνα και στις εξατομικευμένες θεραπείες.
Επιστήμη και βιωσιμότητα του κλίματος: Τα κβαντικά μοντέλα θα μπορούσαν να βελτιστοποιήσουν τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, να εξελίξουν την τεχνολογία των μπαταριών και να βελτιώσουν τις κλιματικές προβλέψεις, συμβάλλοντας σε έναν πιο βιώσιμο πλανήτη.
Κυβερνοασφάλεια και κρυπτογράφηση: Ο κβαντικός υπολογιστής θα μπορούσε να ενισχύσει τις τεχνικές κρυπτογράφησης, καθιστώντας τις ψηφιακές συναλλαγές πιο ασφαλείς και προστατεύοντας ευαίσθητα δεδομένα από απειλές στον κυβερνοχώρο.
Αλλά, και για τον επιχειρηματικό κόσμο –επιχειρήσεις καθιερωμένες αλλά και νεοφυείς– ανοίγεται ένας νέος κόσμος δυνατοτήτων:
Χρηματοοικονομικές υπηρεσίες: Οι τράπεζες και οι εταιρείες επενδύσεων θα μπορούσαν να χρησιμοποιούν κβαντικούς αλγόριθμους για τη βελτιστοποίηση των χαρτοφυλακίων, τη διαχείριση του κινδύνου και τον πιο αποτελεσματικό εντοπισμό απάτης.
Βελτιστοποίηση παραγωγής και εφοδιαστικής αλυσίδας: Οι επιχειρήσεις θα μπορούσαν να εξορθολογήσουν τα logistics, να βελτιώσουν την αποδοτικότητα και να ελαχιστοποιήσουν τα απόβλητα.
Τεχνητή νοημοσύνη και μηχανική μάθηση: Τα συστήματα τεχνητής νοημοσύνης που τροφοδοτούνται από κβαντικό υπολογισμό θα μπορούσαν να επεξεργάζονται τεράστια σύνολα δεδομένων πιο γρήγορα, οδηγώντας σε πιο προηγμένες και ικανές λύσεις τεχνητής νοημοσύνης.
«Χρειάζεται υπομονή και επιμονή για να δημιουργήσει κανείς καινοτομία με μεγάλο αντίκτυπο στον κόσμο. Όταν η παραγωγικότητα αυξάνεται, οι οικονομίες αναπτύσσονται ταχύτερα, ωφελώντας κάθε τομέα και κάθε γωνιά του πλανήτη». Satya Nadella
Κοιτάζοντας Μπροστά
Ενώ βρισκόμαστε ακόμη στα πρώτα στάδια της αξιοποίησης του πλήρους δυναμικού του κβαντικού υπολογισμού, η σημαντική ανακάλυψη της Microsoft σηματοδοτεί ένα κρίσιμο βήμα για να γίνει η τεχνολογία αυτή πιο προσιτή και αποτελεσματική. Καθώς προχωρά η κβαντική πληροφορική, μπορούμε να περιμένουμε ένα κύμα καινοτομίας που θα επαναπροσδιορίσει τις βιομηχανίες και θα λύσει μερικές από τις πιο πιεστικές προκλήσεις του κόσμου.
Αυτή είναι μια συναρπαστική στιγμή όχι μόνο για τους επιστήμονες και τον κλάδο της τεχνολογίας, αλλά για επιχειρηματίες, επιχειρήσεις και την κοινωνία στο σύνολό της. Το κβαντικό μέλλον είναι πιο κοντά από όσο νομίζουμε και οι δυνατότητές του απεριόριστες.
Κλείνω με τα λόγια του Satya Nadella:
«Χρειάζεται υπομονή και επιμονή για να δημιουργήσει κανείς καινοτομία με μεγάλο αντίκτυπο στον κόσμο. Όταν η παραγωγικότητα αυξάνεται, οι οικονομίες αναπτύσσονται ταχύτερα, ωφελώντας κάθε τομέα και κάθε γωνιά του πλανήτη».
Διαβάστε επίσης στην αθηΝΕΑ:
Αύξηση των Καρκίνων στις Νεότερες Ηλικίες και στις Γυναίκες
