Des organisations scientifiques de différents pays travaillent à la création de ce qu'on appelle. ordinateurs quantiques. Les appareils d'une architecture spéciale devraient afficher des performances accrues et simplifier la résolution d'un certain nombre de tâches. Il est tout à fait naturel que les industries militaires et de défense s'intéressent déjà à de telles technologies.
Processus de mise en œuvre
Les premiers à apparaître sur le marché furent les ordinateurs quantiques de la société canadienne D-Wave Systems. Depuis 2007, il a introduit une gamme de processeurs basés sur un nombre différent de qubits avec des capacités différentes. Dans ce cas, nous ne parlons pas d'un ordinateur universel à part entière, mais d'un système spécialisé pour résoudre des problèmes spécifiques. Cependant, dans ce cas, la supériorité sur les systèmes d'architecture "classique" a été démontrée.
En 2011, un ordinateur D-Wave One de 128 qubits a été introduit, capable d'effectuer uniquement une optimisation discrète. Bientôt, il y eut un contrat de plus de 10 millions de dollars avec Lockheed Martin pour la fourniture d'une machine et sa maintenance ultérieure. Dans ses communications, l'organisation cliente a indiqué que l'ordinateur sera utilisé pour résoudre les problèmes et problèmes les plus complexes dans le domaine des logiciels.
En 2013, Lockheed-Martin a commandé un nouvel ordinateur D-Wave Two avec un processeur de 512 qubits. L'ordinateur suivant, le type Two, a été vendu à un groupe d'organisations dirigé par la NASA pour un projet commun. Le troisième contrat avec Lockheed Martin a été signé en 2015 et prévoyait la livraison du produit D-Wave 2X, qui compte 1 152 qubits. Les autres clients incluent la NASA et le Laboratoire national de Los Alamos. Début 2017, les ventes de l'ordinateur D-Wave 2000Q (2048 qubits) ont commencé - ils se sont à nouveau intéressés à la NASA et aux organisations associées. Le système Advantage (5640 qubits) fait son entrée sur le marché cette année.
En juin, il est devenu connu que le centre de calcul quantique USC-Lockheed Martin basé sur l'école technique USC Viterbi recevra un ordinateur Advantage dans un proche avenir. On s'attend à ce que la réception d'une machine plus puissante étende les capacités du centre à mener des recherches et à créer des systèmes pratiques. De plus, le nouvel ordinateur sera inclus dans le complexe de nuages quantiques Leap.
Malgré les critiques et les capacités limitées, les ordinateurs quantiques de D-Wave Systems ont fait l'objet de plusieurs contrats et sont utilisés dans diverses organisations depuis près de 10 ans. Le principal client de ces équipements était Lockheed Martin, l'une des plus grandes organisations de l'industrie de la défense, opérant dans tous les principaux domaines. En outre, les organisations scientifiques et de recherche, incl. employé dans le domaine appliqué.
L'avenir de la DARPA
En mars de cette année, l'agence DARPA a lancé son projet d'ordinateur quantique. Dans le cadre du programme ONISQ (Optimisation avec Noisy Intermediate-Scale Quantum), il est prévu d'élaborer des problématiques générales de création de nouveaux ordinateurs, puis de créer des échantillons prêts à l'emploi. Sept "équipes" sont impliquées dans les travaux, auxquels participent des organismes scientifiques et de conception.
La première étape de l'ONISQ durera un an et demi; dans son cadre, il est nécessaire de développer des techniques et des algorithmes pour résoudre des problèmes d'optimisation combinatoire. Ensuite commencera la deuxième étape, dont le but sera d'améliorer les produits et programmes créés. Les résultats du programme peuvent trouver une application dans les sphères militaire et civile.
La DARPA tient compte du fait que la création d'un ordinateur quantique universel est une tâche extrêmement difficile et, par conséquent, pour l'instant, elle se fixe des objectifs plus modestes. En particulier, il est permis de créer des simulateurs d'un système quantique à partir d'un ordinateur « ordinaire » ou de développer une architecture hybride avec un nombre limité de qubits.
point de vue russe
Dans d'autres pays, incl. en Russie, le développement de l'informatique quantique est toujours à la traîne. Des simulateurs et des prototypes avec un petit nombre de qubits sont disponibles et utilisés, mais les ventes commerciales et l'adoption massive sont encore loin. Cependant, les mesures nécessaires sont prises et les résultats souhaités apparaîtront dans un proche avenir.
Par exemple, en 2018, la Fondation russe pour les études avancées a lancé le projet « Systèmes optiques d'informatique quantique ». Dans le cadre de ces travaux en 2018-2021. il était prévu de créer des démonstrateurs d'ordinateurs à 50 qubits à base d'atomes neutres et de circuits optiques intégrés. Le principal exécutant du projet est l'Université d'État de Moscou et un certain nombre d'autres organisations sont également impliquées dans les travaux.
Les travaux ne sont pas encore terminés, mais il est déjà prévu d'introduire de nouvelles technologies. L'informatique quantique est l'un des domaines prometteurs du programme d'État de l'économie numérique. Fondamentalement, de nouveaux ordinateurs avec des performances accrues seront utilisés dans divers domaines de l'industrie et de l'économie. À l'avenir, il est proposé de créer des moyens de cryptage quantique avec une stabilité accrue.
Le projet actuel intéresse diverses organisations gouvernementales et commerciales. Ainsi, la société d'État "Rosatom" et certaines grandes organisations étatiques et commerciales sont intéressées par l'obtention d'ordinateurs quantiques. La possibilité de leur introduction dans l'industrie de la défense est en cours de discussion - mais les entreprises spécifiques n'ont pas encore été nommées. Apparemment, ces problèmes seront résolus à l'avenir, après l'apparition de prototypes prêts à l'emploi.
Tâches appliquées
Le principal avantage des ordinateurs quantiques par rapport aux systèmes traditionnels est leur performance accrue. Grâce à cela, une machine quantique peut être utilisée pour des calculs plus rapides ou pour effectuer un travail spécifique dans lequel l'utilisation d'autres moyens est impraticable.
Lockheed Martin est impliqué dans l'informatique quantique depuis plusieurs années. Des informations détaillées sur l'avancement de ces travaux, leurs tâches réelles et les succès obtenus n'ont pas été divulguées. Parallèlement, des données générales sur les objectifs et les perspectives de la direction ont été publiées, ce qui permet de tirer différentes conclusions.
Les ressources officielles de la société mentionnent l'utilisation d'ordinateurs de D-Wave Systems comme outil de vérification logicielle. Lors de l'écriture d'un logiciel, certaines erreurs sont possibles, dont la recherche et la correction demandent beaucoup de temps et de ressources au développeur. Un ordinateur quantique à grande vitesse peut tester un programme en un minimum de temps et identifier les problèmes existants. Dans certains cas, l'informatique quantique est capable de faire face à des tâches pratiquement insolubles pour des systèmes dotés d'autres architectures.
La revue de code peut être utilisée dans divers domaines. Le développement de logiciels pour la technologie aéronautique est donné à titre d'exemple. L'ordinateur quantique accélérera le processus de test et d'amélioration des programmes, et un avion prêt et sûr sera publié pour les tests. Les ordinateurs à grande vitesse conviennent également aux calculs dans l'industrie spatiale. En quelques millisecondes, D-Wave Two est capable de calculer de nombreuses trajectoires du navire et de sélectionner celle qui est optimale.
Les problèmes de performance
Lockheed Martin n'a que des systèmes quantiques avec des capacités limitées - les ordinateurs de D-Wave ne résolvent qu'une gamme étroite de problèmes. À l'avenir, l'émergence de systèmes universels avec de larges domaines d'application est attendue, ce qui permettra d'utiliser plus pleinement la vitesse possible.
Le traitement rapide de grandes quantités de données ou la réalisation de calculs complexes sont nécessaires dans divers domaines de l'industrie de la défense. L'introduction des ordinateurs quantiques simplifiera le développement de logiciels, accélérera la conception de diverses structures et réduira le nombre d'essais sur le terrain requis. Des performances élevées peuvent être utiles lors de la création de systèmes dotés d'intelligence artificielle à diverses fins - ce domaine intéresse également les entreprises militaires et de défense.
De manière générale, l'informatique quantique, ainsi que les ordinateurs généralistes ou spécialisés, présentent un grand intérêt et peuvent trouver des applications dans divers domaines. L'introduction de tels systèmes, comme prévu, a commencé avec le secteur de la défense et, très probablement, ce sera le leader dans le développement de nouvelles technologies et conceptions. On s'attend à ce que les moyens de calcul fondamentalement nouveaux affectent sérieusement l'industrie et l'armée, mais la rapidité avec laquelle de tels résultats apparaîtront et les changements qui y conduiront ne sont pas encore clairs.
