TL, DR: Các đối số kỹ thuật và vật lý đã được đưa ra. Tôi thêm một quan điểm lịch sử: Tôi lập luận rằng lĩnh vực tính toán lượng tử thực sự chỉ mới hơn hai thập kỷ và chúng tôi phải mất hơn ba thập kỷ để xây dựng một thứ giống như MU5.
Vì bạn đề cập đến dòng thời gian, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn:
Sự khởi đầu
Trước hết, khả năng đơn thuần của một thứ giống như một máy tính lượng tử đã được Richard Feynman lồng tiếng ở phía tây (1959 hoặc 1981 nếu bạn muốn) và Yuri Manin ở phía đông (1980). Nhưng đó chỉ là một ý tưởng. Không có thực hiện bắt đầu.
Khi nào những điều tương tự xảy ra với điện toán cổ điển? Vâng, một thời gian dài trước đây. Ví dụ, Charles Babbage đã muốn chế tạo máy tính vào đầu thế kỷ 19 và ông đã có ý tưởng. Pascal, Leibniz, tất cả họ đều có ý tưởng. Máy phân tích năm 1837 của Babbage chưa bao giờ được chế tạo do những thách thức về kinh phí và kỹ thuật (nhân tiện, tiền thân của máy phân tích được chế tạo bằng Lego ) chắc chắn là ý tưởng đầu tiên gần đây nhất vượt xa những gì Feynman và Manin đề xuất cho điện toán lượng tử, bởi vì nó đề xuất một triển khai cụ thể.
Những năm 70 không thấy bất cứ điều gì liên quan đến máy tính lượng tử. Một số mã được phát minh, một số nền tảng lý thuyết đã được thực hiện (có thể lưu trữ bao nhiêu thông tin?), Điều này cần thiết cho qc, nhưng nó không thực sự theo đuổi ý tưởng về máy tính lượng tử.
Các mã và ý tưởng liên quan đến truyền thông là để tính toán lượng tử những gì điện thoại và dây điện báo là cho điện toán cổ điển: một tiền thân quan trọng, nhưng không phải là một máy tính. Như bạn đã biết, mã Morse và điện báo là công nghệ của thế kỷ 19 và các mã khó hơn cho các kênh ồn ào cũng được nghiên cứu. Nền tảng toán học (về các định lý không đi và tương tự) được thực hiện vào năm 1948 bởi Shannon.
Dù sao, có thể lập luận rằng điện toán thẻ đục lỗ được phát triển vào năm 1804 để dệt , nhưng tôi không muốn khẳng định rằng đây thực sự là khởi đầu của tính toán cổ điển.
Máy tính vạn năng (lượng tử)
Vậy khi nào tính toán bắt đầu? Tôi sẽ tranh luận rằng bạn cần một số thứ để có được nghiên cứu về tính toán phổ quát; trước đó, số lượng người và tiền đầu tư sẽ bị hạn chế.
- Bạn cần khái niệm về một máy tính phổ quát và một mô hình lý thuyết về những gì cần đạt được.
- Bạn cần một kiến trúc về cách thực hiện một máy tính phổ quát - ở mức độ lý thuyết.
- Bạn cần một hệ thống thực tế nơi bạn có thể thực hiện nó.
Khi nào chúng ta có được những tính toán lượng tử?
- Tiếng Đức mô tả máy tính lượng tử phổ quát năm 1985 (33 năm trước).
- Các mô hình mạch và cổng được phát triển cùng một lúc.
- Mô hình hoàn chỉnh đầu tiên về cách kết hợp mọi thứ lại với nhau đã được Cirac và Zoller đề xuất vào năm 1994 (chỉ 24 năm trước).
Tất cả những tiến bộ khác trong tính toán lượng tử trước hoặc trong thời gian đó chỉ giới hạn ở mật mã, hệ thống lượng tử nói chung hoặc lý thuyết chung khác.
Thế còn tính toán cổ điển?
- Chúng tôi có công việc của Turing trên máy Turing (1936) hoặc công việc của Church (cùng khung thời gian).
- Kiến trúc hiện đại dựa trên mô hình của von Neumann (năm 1945); kiến trúc khác tồn tại.
- Là một mô hình, mô hình mạch kỹ thuật số được thiết kế vào năm 1937 bởi Shannon.
Vì vậy, vào năm 1994, chúng ta ở trong một trạng thái tương đương với năm 1937:
- Có một vài người làm nền tảng lý thuyết, và nền tảng bây giờ đã được thực hiện.
- Có một số lượng khá lớn những người làm công việc kỹ thuật về các vấn đề cơ bản không liên quan trực tiếp nhưng rất hữu ích cho việc xây dựng một máy tính (lượng tử).
- Và lĩnh vực này thường không lớn và được tài trợ tốt.
- Nhưng: từ ngày đó, tài trợ và mọi người bắt đầu đổ vào lĩnh vực này.
Cánh đồng đang cất cánh
Đối với điện toán cổ điển, điều này được minh họa bằng số lượng "hệ thống máy tính đầu tiên" khác nhau trong dòng thời gian Wikipedia. Có một số nhóm nghiên cứu ít nhất là ở Đức, Anh và Hoa Kỳ ở một số địa điểm (ví dụ: Manchester và Bletchley Park ở Anh, chỉ kể tên một số). Tiền thời chiến đã được chuyển hướng sang điện toán vì nó là cần thiết cho việc phát triển bom hạt nhân (xem tài khoản tại Los Alamos).
Đối với tính toán lượng tử, xem ví dụ bình luận này :
Lĩnh vực QIS bắt đầu tăng trưởng bùng nổ vào đầu những năm 1990 do hậu quả của một số kích thích đồng thời: Peter Shor đã chứng minh rằng một máy tính lượng tử có thể tạo ra số lượng rất lớn siêu hiệu quả. Ngành công nghiệp bán dẫn nhận ra rằng việc cải tiến máy tính theo định luật Moore sẽ sớm đạt đến giới hạn lượng tử, đòi hỏi những thay đổi căn bản trong công nghệ. Sự phát triển trong khoa học vật lý đã tạo ra các ion nguyên tử bị bẫy, các khoang quang học tiên tiến, các chấm lượng tử và nhiều tiến bộ khác giúp chúng ta có thể dự tính việc chế tạo các thiết bị logic lượng tử khả thi. Hơn nữa, nhu cầu liên lạc an toàn đã thúc đẩy các cuộc điều tra về các kế hoạch truyền thông lượng tử sẽ là bằng chứng giả mạo.
Nhìn chung, từ thời điểm đó, nền tảng lý thuyết của các máy tính hiện đại đã được đặt ra cho đến khi các máy tính đầu tiên có sẵn (Zuse 1941, Manchester 1948, để đặt tên chỉ hai) phải mất khoảng một thập kỷ. Tương tự, phải mất khoảng một thập kỷ để các hệ thống đầu tiên thực hiện một số tính toán lập trình phổ biến với các hệ thống lượng tử. Cấp, khả năng của họ thấp hơn các máy tính Manchester đầu tiên, nhưng vẫn còn.
Hai mươi năm sau, chúng ta đang dần chứng kiến sự phát triển bùng nổ trong công nghệ và rất nhiều công ty tham gia. Chúng ta cũng thấy sự ra đời của các công nghệ mới như bóng bán dẫn (lần đầu tiên được phát hiện vào năm 1947).
Tương tự, 20 năm sau khi bắt đầu tính toán lượng tử, chúng ta thấy sự xâm nhập nghiêm trọng của các công ty tư nhân vào lĩnh vực này, với Google, IBM, Intel và nhiều công ty khác. Khi tôi ở hội nghị đầu tiên của tôi vào năm 2012, sự tham gia của họ vẫn còn mang tính học thuật, ngày nay, đó là chiến lược. Tương tự như vậy, chúng ta đã thấy một đề xuất về sự phong phú của các hệ thống máy tính lượng tử khác nhau trong những năm 2000 như các qubit siêu dẫn, tạo thành nền tảng của các chip tiên tiến nhất từ ba công ty được đề cập ở trên. Vào năm 2012, không ai có thể tuyên bố có một hệ thống đáng tin cậy với hơn một vài qubit vật lý. Hôm nay, chỉ sáu năm sau, IBM cho phép bạn chơi với 16 qubit rất đáng tin cậy của họ (5 nếu bạn thực sự chỉ muốn chơi xung quanh) và Google tuyên bố sẽ thử nghiệm hệ thống 72 qubit như chúng ta nói.
Vâng, chúng tôi vẫn còn một cách để có một máy tính lượng tử quy mô lớn đáng tin cậy với khả năng sửa lỗi và các máy tính chúng tôi hiện có yếu hơn các máy tính cổ điển chúng tôi có trong thập niên 60, nhưng tôi (như những người khác giải thích câu trả lời khác) tin rằng điều này là do những thách thức kỹ thuật độc đáo. Có một cơ hội nhỏ là do những hạn chế về thể chất mà chúng ta không biết nhưng nếu có, với tiến độ hiện tại, chúng ta nên biết sau vài năm nữa.
Quan điểm của tôi ở đây là gì?
- Tôi lập luận rằng lý do chúng ta chưa thấy máy tính lượng tử MU5 cũng là do thực tế là lĩnh vực này vẫn chưa cũ, và chưa thực sự đạt được nhiều sự chú ý cho đến gần đây.
- Tôi lập luận rằng từ quan điểm ngày nay, dường như máy tính cổ điển đã trở nên rất tốt rất nhanh, nhưng điều này bỏ bê hàng thập kỷ làm việc trước đây, nơi phát triển và tăng trưởng dường như không nhanh.
- Tôi lập luận rằng nếu bạn tin rằng (như hầu hết mọi người trong lĩnh vực này) rằng các vấn đề kỹ thuật ban đầu mà máy tính lượng tử gặp phải khó hơn những máy tính cổ điển phải đối mặt, thì bạn sẽ thấy một quỹ đạo nghiên cứu và đổi mới rất giống với một trong những máy tính cổ điển . Tất nhiên, chúng có phần khác nhau, nhưng những ý tưởng cơ bản về cách nó diễn ra tương tự nhau.