Paglipad Kasama ang Heron at Condor: Ang Pinakabagong Pagsulong sa Quantum Computers

Kamakailan lamang ay ini-anunsyo ng IBM ang pinakabagong breakthrough sa kanilang misyon na gawing realidad ang komersyal at praktikal na quantum computers – isang 1,000+ qubit processor na tinawag na ‘Condor’ at isang processor na nakatuon sa error‑correction na tinawag na ‘Heron’.

Ang mga quantum computer ay kumakatawan sa isang bagong paraan ng pag‑compute gamit ang makina. Sa pamamagitan ng paggamit ng mga qubit na may kakayahang mag‑superposition at entanglement, may potensyal ang mga quantum computer na magsagawa ng mas mabilis at mas kumplikadong kalkulasyon kaysa sa tradisyunal na mga bit na ginagamit sa karaniwang mga computer. Hindi tulad ng tradisyunal na pag‑compute, kung saan ang mga bit ay kumakatawan sa 0 o 1, ang mga qubit sa quantum computing ay maaaring magrepresenta ng parehong estado nang sabay. Mahalaga ito dahil ginagawang complement ng quantum computing ang tradisyunal na computing imbis na palitan ito; nagtataglay ito ng kahusayan sa mga gawain tulad ng molecular simulations at system optimizations, habang ang tradisyunal na computing ay mas angkop para sa pang‑araw‑araw na gawain.

Dahil sa mga uri ng gawain na dapat paghusayan ng quantum computing, napapuri ang teknolohiyang ito. Ang isang computer na kayang magsagawa ng kumplikadong kalkulasyon nang libu‑libong beses na mas mabilis kaysa sa tradisyunal na mga katapat nito ay karapat‑dapat na paunlarin, dahil ang mga gamit nito ay may potensyal na baguhin ang mundo at ang ating pag‑unawa dito.

Heron at Condor ng IBM

Ang Heron processor, na tampok sa ibm_torino quantum system, ay nagtataglay ng malaking pag‑unlad gamit ang 133 fixed‑frequency qubits at tunable couplers, na nagdadala ng 3‑5x na pagbuti sa performance kumpara sa naunang 127‑qubit Eagle processors. Halos ganap na nitong inaalis ang ‘cross‑talk’ (hindi kanais‑nais na interaksyon o interference sa pagitan ng mga qubit) at naglalatag ng pundasyon para sa hinaharap na pag‑develop ng hardware. Kapansin‑pansin, ginagamit na ng IBM ang mga chip na ito sa kanilang ‘modular‑architecture’ Quantum System Two computing platform.

Sa kabilang banda, ang Condor processor, isang 1,121 superconducting qubit quantum processor, ay isang kapantay na makabuluhang inobasyon. Pinapataas nito ang densidad ng qubit ng 50%, naglalaman ng mga pag‑unlad sa paggawa ng qubit, at nag‑integrate ng mahigit isang milya ng high‑density cryogenic wiring sa loob ng isang solong dilution refrigerator (isang kagamitan na ginagamit upang maabot ang napakababang temperatura, kadalasang malapit sa absolute zero). Ang performance ng Condor ay katulad ng naunang 433‑qubit Osprey processor ng kumpanya, na nagmamarka ng isang mahalagang milestone sa scaling at nagbibigay gabay sa hinaharap na disenyo ng hardware sa quantum computing.

Ang mga pag‑unlad na ito ng IBM ay mahalaga sa pagtulak ng mga hangganan ng quantum utility at pag‑usad patungo sa quantum‑centric supercomputing.

Mga Aplikasyon at Limitasyon

Gaya ng nabanggit kanina, ang mga quantum computer ay napapuri dahil sa potensyal nitong lubos na paunlarin ang ating pag‑unawa sa halos bawat larangan ng agham. Ang mga sumusunod ay ilan lamang sa mga halimbawa.

Medisina: Sa medisina, maaaring baguhin ng quantum computing ang drug discovery sa pamamagitan ng pagsasagawa ng simulation ng pag‑ugali ng mga molekula sa antas ng quantum. Pinapayagan nito ang mas tumpak na prediksyon kung paano makikipag‑ugnayan ang mga potensyal na gamot sa katawan ng tao, na nagpapabilis sa pag‑develop ng mga bagong gamot at nagpapababa ng gastos.

Meteorolohiya: Para sa meteorolohiya, maaaring suriin ng quantum computers ang napakalaking dami ng data ng panahon nang mas epektibo kaysa sa tradisyunal na mga computer. Ito ay magdudulot ng mas tumpak na pagtataya ng panahon at mas mahusay na pag‑unawa sa pagbabago ng klima, tumutulong sa pag‑iwas sa mga kalamidad at pag‑plano ng mga estratehiya sa agrikultura.

Masalimuot na Pagsusuri ng Problema: Maaaring harapin ng quantum computing ang mga problema na kasalukuyang hindi kayang lutasin ng tradisyunal na mga computer, tulad ng pag‑optimize ng malalaking sistema para sa logistics at supply chains, o paglutas ng masalimuot na problemang matematika. May malawak na implikasyon ito sa iba’t ibang sektor, kabilang ang transportasyon, enerhiya, at pananalapi.

Mahalaga ring kilalanin na hindi natin alam ang hindi natin naiimagine. Ibig sabihin, magkakaroon ng napakaraming hindi inaasahang pag‑unlad na magagawa ng teknolohiyang ito balang araw.

“Ang quantum computing ay ang hinaharap ng computing. Magbubukas ito ng mga bagong posibilidad para sa siyentipikong pagtuklas at teknolohikal na pag‑unlad na hindi pa natin maisip ngayon.” – Arvind Krishna, Chairman at CEO ng IBM, sa isang panayam sa CNBC

Sa kabila ng napakalaking teknolohikal na tagumpay na kinakatawan ng mga quantum computer, hindi nakapagtataka na may mga makabuluhang hadlang at limitasyon na kailangang lampasan sa paglipas ng panahon. Halimbawa, kasalukuyang humaharap ang quantum computing sa mga hamon sa error correction, scalability, at pag‑develop ng praktikal na mga algorithm.

Sa paglipas ng panahon, tiyak na lalabas pa ang iba pang mga hadlang na dati ay hindi inaasahan dahil sa paunti‑unting pag‑unawa sa quantum mechanics. Ang komplikado at potensyal ng quantum physics ay binigyang-diin sa sumusunod na sipi.

“Kung iniisip mong nauunawaan mo ang quantum mechanics, hindi mo talaga nauunawaan ang quantum mechanics.” – Richard Feynman, Nobel laureate sa Physics

Sa kasalukuyan, ang mga limitasyong ito ay nangangahulugang ang mga quantum computer ay hindi pa handa para sa malawakang paggamit. Sa mga kamakailang pag‑unlad, ang mga optimistikong timeline ay nagtuturo na maaaring tumagal pa ng isang dekada bago ito mangyari.

Edukasyon at ang Hinaharap na Quantum Computing Workforce

Sa mga nakaraang dekada, ang quantum computing ay tila napakalayong hinaharap kaya kakaunti at bihirang mga kurso ang nagtuturo nito. Ngayon na ang hinaharap kung saan aktwal na ginagamit ang teknolohiyang ito ay nagsisimulang mag‑liwanag, tumataas ang pangangailangan na sanayin ang susunod na henerasyon ng mga siyentipiko at inhinyero na magiging responsable sa pagpapatuloy ng pag‑unlad na ito. Bilang resulta, maraming unibersidad na ngayon ang nag‑aalok ng mga espesyalisadong kurso at programa sa quantum computing upang ihanda ang isang bihasang workforce para sa umuusbong na larangang ito.

• The Institute for Quantum Computing at ang University of Waterloo ay isang kapansin‑pansing halimbawa, na nagsasama ng akademikong pananaliksik sa pagnanais na i‑commercialize ang teknolohiya. Pinondohan ni Mike Lazaridis, ang lumikha ng BlackBerry , ito ay may humigit‑kumulang 296 na mananaliksik at nakapaglathala ng higit sa 1,500 na research papers.
• University of Oxford ay may mahabang kasaysayan sa quantum computing, na may mahahalagang ambag sa larangan, kabilang ang unang gumaganang pure state NMR quantum computer.
• Harvard University’s Harvard Quantum Initiative ay nakatuon sa pagpapalawak ng agham at inhinyeriya ng mga quantum computer at kanilang mga aplikasyon, naghahanda para sa tinatawag nilang “second quantum revolution.”
• MIT’s Center for Theoretical Physics ay sumisid nang malalim sa quantum information at quantum computing, sinusuri ang mga quantum algorithm, quantum information theory, at ang experimental realization ng mga quantum computer.
• National University of Singapore at Nanyang Technological University’s Centre for Quantum Technologies at University of California Berkeley’s Center for Quantum Information and Computation ay parehong nangunguna sa edukasyon sa quantum computing, nakatuon sa pananaliksik at pag‑develop ng mga quantum device.
• University of Maryland’s Joint Quantum Institute ay nakikipagtulungan sa mga pangunahing institusyon tulad ng NIST at LPS, nagsasagawa ng malawak na mga programang pananaliksik na nakatuon sa pagkontrol at pag‑exploits ng mga quantum system.

Mga Manlalaro sa Industriya na Nagpapaunlad ng Quantum Computing

Habang ang mga nabanggit na paaralan ay maaaring mag‑turo sa susunod na henerasyon ng mga espesyalista sa quantum computing, ang ilang kumpanya ang kasalukuyang humahakbang patungo sa hinaharap na ito.

1.  International Business Machines Corporation

IBM Tsart ng Presyo

Matagal nang nangunguna ang IBM sa pag‑develop ng mga quantum computer. Layunin ng kumpanya na gawing demokratiko ang pag‑develop ng quantum computing sa pamamagitan ng mga inisyatiba tulad ng Qiskit Patterns. Pinalawak din ng IBM ang kanilang roadmap para sa pag‑abot ng malakihan, praktikal na quantum computing, na nakatuon sa mga bagong modular architecture at networking na maaaring mag‑payag ng mga quantum system na may daan‑daang libong qubits, na mahalaga para sa praktikal na mga aplikasyon ng quantum.

2.  Microsoft Corporation

MSFT Tsart ng Presyo

Ang mga pagsisikap ng Microsoft (MSFT ) sa quantum computing ay nakasentro sa integrasyon sa cloud at pakikipagtulungan. Ipinakilala ng kumpanya ang mga quantum machine na may pinakamataas na quantum volume sa industriya sa Azure Quantum, kabilang ang mga pakikipagsosyo sa IonQ, Pasqal, Quantinuum, QCI, at Rigetti. Ang integrasyong ito ay nagpapadali ng eksperimento at isang hakbang patungo sa scaled quantum computing. Binibigyang-diin ng Microsoft ang kahalagahan ng isang pandaigdigang ekosistema upang maisakatuparan ang buong potensyal ng quantum computing at plano nilang ihatid ang kanilang quantum machine bilang isang cloud service sa Azure, na tinitiyak ang ligtas at responsableng paggamit ng umuusbong na teknolohiyang ito.

3.  Alphabet Inc.

GOOGL Tsart ng Presyo

Sa pamamagitan ng Google Quantum AI lab, nakagawa ang Alphabet (GOOG ) ng makabuluhang pag‑unlad sa quantum computing. Noong 2023, inanunsyo ng mga siyentipiko ng Google ang isang malaking milestone sa pagpapababa ng error rate sa quantum computing, isang matagal nang hamon sa larangan. Ang kanilang pananaliksik, na inilathala sa journal na Nature, ay naglalarawan ng isang sistema na kayang lubos na bawasan ang error rate at mag‑implement ng error‑correcting codes na maaaring mag‑detect at mag‑ayos ng mga error nang hindi nasasakripisyo ang impormasyon. Noong 2019, inangkin ng Google na naabot nila ang “quantum supremacy” gamit ang kanilang Sycamore machine, na nakagawa ng kalkulasyon sa loob ng 200 segundo na aabutin ng tradisyunal na supercomputer ng 10,000 taon, na nagpapakita ng potensyal ng quantum computing sa paglutas ng masalimuot na problema na lagpas sa kakayahan ng tradisyunal na computing.

Konklusyon

Ang quantum computing ay kumakatawan sa isang makasaysayang pagtalon sa mundo ng computing, na nag-aalok ng potensyal na baguhin ang napakaraming larangan. Habang ang mga kamakailang pag‑unlad ng IBM sa Heron at Condor quantum processors ay nagpapakita ng makabuluhang progreso patungo sa praktikal na quantum computing, patuloy pa rin ang teknolohiya sa pagharap sa mga hamon sa error correction, scalability, at pag‑develop ng mga algorithm – na nagha‑highlight ng pangangailangan para sa patuloy na pananaliksik at inobasyon.

Bagaman nananatili ang mga hamong ito, nagtataglay ang quantum computing ng pangako na magbubukas ng mga posibilidad na hindi pa natin maisip ngayon, na magdadala sa isang bagong panahon ng siyentipikong pagtuklas at teknolohikal na pag‑unlad. Ang buong potensyal nito ay patuloy na nabubuksan, at ang epekto nito sa iba’t ibang industriya at lipunan ay nag-aasam na maging malalim.