Фото: data:image

Кванттық технологияларды кеңінен қолдану алдағы онжылдықта ғана жүзеге асатынына қарамастан, кванттық объектілерді – атом, молекула, фотондарды және басқа элементтерді манипуляциялау арқылы қолданбалы тапсырмаларды шешудің әдіс-тәсілдері артты. Енді кванттардың көмегімен COVID-19 вакциналарын таратып, қатерлі ісік биомаркерлеріне талдау жасалып жатыр. Демек, жасанды интеллектің дамуы мен кванттық болашаққа қадам ғылымда әлі талай революцияға әкелмек. 

Әрине, жасанды интеллект, технологиялар тақырыбы түрлі терминдер мен тізбектелген тіркестерден құралатыны мәлім (Бұл қандай да бір ескерту емес). Бар-жоғы біздің болашақты қандай жаңалықтардың күтіп тұрғанын анықтау басты мақсат болғандықтан, «ғылымға баса назар аударатын» дамыған мемлекеттерде өндіріліп жатқан жаңа технологияларды оқырман назарына осы сараптамалық-ғылыми мақаланы ұсынғанды жөн санадық.

Квантты индустрия

Covid-19 вакциналарын кванттық технологиямен тарату қазір кеңінен тараған. 2020 жылы көктемде Fujitsu корпорациясының америкалық Entanglement, Inc стартапымен серіктестігі жарияланды. Аталған компания мобильді технологиялар экожүйесінің бірлескен жобсын ұсынды. Алайда, әлемді «жаулаған» пандемияға байланысты бастапқы жоспар кейінге қалдырылып, компаниялар жеке қорғаныс құралдарын шығару, жеткізу жолдарын қарастыра бастады.

Бірлескен жұмыстың нәтижесінде Fujitsu адиабатикалық кванттық есептеуіш Digital Annealer негізіндегі есептеу платформасы жасалынды. Платформа жеке қорғаныс құралдарының қол жетімді қорын бөлуді оңтайландырып, лезде жеткізуге мүмкіндік берді. Кейіннен АҚШ Қорғаныс министрлігі мақұлдаған жоба негізінде «вакциналарды тарату платформасы» құрылды. Бұл – әлем бойынша коронавирус вакцинасы таратудың оңтайлы шешімі саналады.

Сарапшылардың пікірінше, бұл кванттық генераторлардың (QRNG) әлемдік нарығы 2026 жылға қарай 7,2 миллиард долларға дейін өседі.

Жасанды интеллект қатерлі ісікті де емдейді

Биылдан бастап жапондықтар диагностика мен қатерлі ісікті (немесе жалпы, онкологиялық ауруларды) емдеуді жасанды интеллектке тапсырмақ. «Қатерлі ісікті нақты емдейтін», KIBIT деген атау қойылған жасанды интеллектті FRONTENDO Healthcare компаниясымен бірлесе ойлап тапқан. Бұл жүйе дәрігерлерге  әрбір пациенттің генетикалық анализы негізінде емделу курсын анықтауға үлкен мүмкіндік береді. Себебі, жасанды интеллект аурудың барлық белгілері мен ерекшеліктерін көрсетеді.

Ал Crown Bioscience (АҚШ) және Cambridge Quantum Computing (Ұлыбритания) онкологиялық ауруларды емдеуге арналған препараттарды жасауда кванттық есептеулерді қолданады. Компаниялар Онкологиядағы клиникаға дейінгі және аударма зерттеулерінің 15 жыл ішінде жинақталған мәліметтер базасын қолдана отырып, биоинформатикада машиналық оқытудың кванттық алгоритмдерін қолдану стратегиясын әзірлеген.

Квантты интернет

Чикаго университетінің Эндрю Клеланд зертханасының (Andrew Cleland) зерттеушілері алдымен кабель арқылы байланыс орнатып, екі бөлек кубитті «шағылыстыра» алды. Эксперимент аясында зерттеушілер екі кванттық түйін жасады, олардың әрқайсысында үш өткізгіш кубит болды. Түйіндерді қосу үшін метрлік өткізгіш кабельді қолдана отырып, ғалымдар әр түйінде бір кубитті таңдап, оларды кабель арқылы кванттық күйлер жіберу арқылы байланыстырды. Интрузия әр түйіндегі басқа кубиттерге де таралды. Осылайша, ғалымдар кванттық интернеттің нобайын жасады.

Нидерландыдағы Дельфт технологиялық университетінің зерттеушілері үш қашықтағы кванттық құрылғыны біріктірді. Желі арқылы байланыс орнатылып, кванттық интернеттің бір жаңалығы ретінде тіркелді.

Квантты компьютер

Германия Федералды білім және зерттеу министрлігі кванттық компьютерді өндіру үшін Бавария ғылым академиясының Уолтер Мейснер институтына 14,5 миллион евро бөлген. GeQCoS (German Quantum Computer based on Superconducting Qubits) атты кодтық жобаға Мюнхен техникалық университеті, Карлсруэ технологиялық институты, Эрланген-Нюрнберг университеті, Юлих зерттеу орталығы, Фраунгофер қатты дене қолданбалы физика институты қатысып жатыр.

12,4 миллион еуро көлеміндегі тағы бір грант нақты қосымшаларға арналған кванттық процессорларды құру бойынша жұмыс істейтін Quantum жобаларының консорциумына бөлінеді. Консорциумға ParityQC және IQM стартаптары, Infineon Technologies, Юлих зерттеу орталығы, Берлин еркін университеті және Лейбниц суперкомпьютерлік орталығы қатысады. Жоба төрт жылға есептелген және 54 куб кванттық процессорды жасауға арналған.

Квант теңіз тасымалында

Теңіз логистикасы барлық сауда тасымалдары көлемінің 90%-ға жуығы, ал жалпы жол жүру уақытын қысқарту үшін оңтайлы логистикалық тізбектер құру күрделі. Енді ExxonMobil компаниясы теңіздегі контейнерлік тасымалдар жүйесін оңтайландырудың кванттық алгоритмдерін әзірленеуді қолға алды.

Дәл қазір компанияның негізгі міндеті атмосфераға парниктік және улы газдардың шығарылуын азайту. Бұл үшін энергетикалық жүйенің тиімділігін арттыру маңызды.

Есептеу биологиясы және квантты алгоритмдер

Ресейлік кванттық орталық пен Сколтех ғалымдары Биоинформатика саласында кванттық алгоритмдерді қолдануды қолға алған. Себебі, биологиядағы кванттық есептеулердің болашақта пайдасы артады. Мысалы, нитрогеназаны – атмосфералық азотты бекіту процесін жүзеге асыратын ферментті зерттеу. Нитрогеназа топырақ пен су қоймаларын байланысқан азотпен байытуда маңызды рөл атқарады, сонымен қатар аммиактың өнеркәсіптік өндірісінде қолданылады.

Жаңа дәрі-дәрмектерді сапасын арттыру үшін ақуыздың үш өлшемді құрылымын болжау, ДНҚ байланыстыратын ақуыздардың транскрипциялық факторын анықтау, сонымен қатар геномды құру мәселелерін тиімді және үнемді есептеу керек. Егер Ресей алдағы 2-3 жылда айтарлықтай нәтижеге жете алса, кванттық компьютерлерді өнеркәсіпте қолданылуы артады.

"The Qazaq Times"