Komputasi Kuantum: Masa Depan Komputasi Perangkat Lunak Bebas

Baru-baru ini, di artikel sebelumnya dan terbaru oleh DesdeLinux dipanggil "Microsoft merilis kompiler Q # dan simulator kuantum»Kami berbicara sedikit tentang«Komputasi kuantum«. Tapi Apa itu Komputasi Kuantum? Manfaat dan kemajuan apa yang dibawanya? Jenis Hardware dan Software apa yang Anda gunakan? dan yang terpenting bagi kami: Adakah kemajuan atau kontribusi Free Software di bidang Quantum Computing?

Dalam publikasi ini kami akan membahas secara singkat semua pertanyaan ini sehingga Seperti teknologi baru lainnya, seperti superkomputer, kecerdasan buatan, big data, blockchain, teknologi 5G, antara lain, kita bisa mengetahui, memperdalam dan menggunakan pengetahuan tentang mereka.

Komputasi kuantum bagi perusahaan swasta besar dan kekuatan dunia salah satu teknologi utama yang akan mengubah "aturan main" dunia seperti yang kita kenal. Artinya, akan menjadi salah satu inovasi besar berikutnya di bidang komputasi selama abad ini, meskipun biayanya mahal dan aksesibilitasnya kurang.

Untuk saat ini, para peneliti, institusi akademis, organisasi swasta dan pemerintah bekerja dan menginvestasikan sejumlah besar sumber daya teknologi dan keuangan untuk secara efektif dan efisien menggunakan fisika kuantum pada komputer baru untuk melakukan penghitungan jauh lebih cepat daripada dengan komputer komputasi tradisional.

Komputasi kuantum

Apa itu komputasi kuantum?

Komputasi Kuantum adalah salah satu yang memanfaatkan karakteristik kuantum partikel yang diharapkan, terutama tumpang tindih dan keterikatan, untuk menjalankan proses dan melakukan penghitungan dengan kecepatan luar biasa di atas sistem tradisional. Itu masih merupakan teknologi berkembang yang berkembang pesat.

Kami juga menerapkan hukum mekanika kuantum untuk memproses informasi guna mencapai kecepatan yang lebih tinggi Anda mendapatkan kemampuan untuk memecahkan masalah sulit yang tidak terjangkau oleh komputasi tradisional. Dan terakhir, komputer yang menggunakan teknologi ini menyimpan lebih banyak informasi daripada komputer klasik, yaitu, memiliki potensi untuk mengerjakan (memproses) kalkulasi dalam jumlah besar, dengan menjalankannya secara paralel dan dalam hitungan detik.

Bagaimana cara kerja komputer kuantum?

Komputer saat ini dan klasik menggunakan urutan bit biner. Setiap bit yang digunakan selalu dalam salah satu dari dua status definitif yang diketahui, nol (0) atau satu (1). Ini bertindak sebagai sakelar hidup dan mati untuk mengontrol fungsi komputer.

Sebaliknya, komputer kuantum menggunakan bit kuantum atau qubit. Yang mana, masing-masing dapat mewakili nol (0) dan satu (1) secara bersamaan. Hal ini memungkinkan bahwa ini dapat mendukung unit data yang pada saat yang sama dapat berada di lebih dari satu status. Ciri ini merupakan batasan yang ada pada komputer saat ini di era komputasi tradisional yang menggunakan sistem biner.

Seperti apa perangkat keras kuantum?

Komputer kuantum tidak dapat menggunakan kembali hampir semua HW yang saat ini digunakan di komputer klasik. Karena ini terutama berfokus pada aliran elektron melalui kabel superkonduktor yang didinginkan hingga suhu ekstrim. Oleh karena itu, pendinginannya membutuhkan kombinasi gas supercold, seperti helium-3, yang merupakan isotop helium yang sangat sulit diperoleh.

Komputer kuantum dibangun untuk saat ini berdasarkan prinsip kriogenik atau pendinginan super iniNamun, kemajuan terus berlanjut dalam alternatif yang lebih maju dan futuristik seperti sistem yang didasarkan pada medan elektromagnetik dan kontrol laser yang dapat mengatasi kekurangan komponen yang diderita disiplin ilmu.

Juga negara-negara suka USA, melalui perusahaan seperti IBM, Google dan Microsoft, sangat maju dalam pengembangan komputer kuantumnya sendiri. Dan China, melalui perusahaan seperti Alibaba dan Baidu, tidak jauh di belakang. Rusia dan Eropa masih dalam rencana R&D.

Perangkat lunak kuantum apa yang ada saat ini?

Di tingkat komersial, "Quantum Dev Kit" (Kit Pengembangan Kuantum) dari Microsoft, yang merupakan perangkat lunak berpemilik dan tertutup. Yang juga dapat diakses melalui file Jaringan Kuantum Microsoft, yang tidak lebih dari jaringan yang dibentuk oleh koalisi mitra MS untuk berbagi pengetahuan dan kolaborasi dengan inovator terhebat dalam komputasi kuantum.

Perangkat lunak kuantum lain dari perusahaan swasta, tetapi dirilis sebagai Perangkat Lunak Gratis QUISKIT (Kit Ilmu Informasi Kuantum). QUISKIT adalah proyek Perangkat Lunak Gratis Berlisensi Apache yang dibuat oleh IBM. QISKIT memungkinkan interaksi terprogram dengan prosesor kuantum dan simulator IBM menggunakan kode Python yang berinteraksi dengan sistem kuantum melalui bahasa representasi perantara yang disebut OPENQASM.

Perangkat Lunak Bebas kuantum yang disebut QUISKIT ini lahir pada tahun 2017, ketika IBM mengubah proyeknya diluncurkan pada tahun 2016, disebut "Pengalaman Kuantum”, Yang melaluinya membuat prosesor kuantum 5-qubit tersedia untuk semua orang melalui cloud-nya sendiri.

Untuk saat ini QUISKIT terdiri dari:

• Lebah: Pembungkus Python pada API HTTP dari Quantum Experience yang memungkinkan untuk menghubungkan dan mengeksekusi kode KETERBUKAAN.
• SDK: Kit pengembangan untuk pembuatan sirkuit dan yang memungkinkan untuk menggunakan API QISKIT untuk mengakses perangkat keras Quantum Experience dan simulator.
• Bahasa: Seperangkat spesifikasi, contoh, dokumentasi, dan alat untuk representasi perantara OPENQASM.

Mungkin ada lebih banyak yang kurang diketahui, tetapi saat ini QUISKIT menetapkan standar pada tingkat Perangkat Lunak Bebas kuantum. Dan itu memiliki API dengan Python ini akan memungkinkan pemrogram di seluruh dunia, terutama yang bergerak di bidang Perangkat Lunak Bebas, untuk mulai bereksperimen dan bekerja dengan prosesor kuantum yang tersedia di awan mereka.

Kesimpulan

Komputasi kuantum saat ini adalah peluang penelitian dan pengembangan (R&D) yang sangat baik baik untuk masyarakat (matematikawan, fisikawan, ilmuwan komputer dan ahli) maupun untuk organisasi publik dan swasta, di bidang ilmu komputer. Meskipun saat ini masih dalam tahap awal, cabang baru dari pengetahuan dan teknologi ini akan melihat potensinya di tahun-tahun mendatang. meskipun untuk melihatnya di komputer desktop kita akan membutuhkan waktu bertahun-tahun setelah pengembangan komersialnya.

Tapi pasti di bidang Pengembangan Perangkat Lunak Kuantum baik pribadi maupun gratis pasti akan maju lebih cepat, dan pasti Perangkat Lunak Bebas akan memanfaatkan area baru ini.