Τι είναι πραγματικά οι κβαντικοί υπολογιστές; Όλοι μας τους έχουμε ακουστά, κι όμως ελάχιστοι μπορούν να πουν με βεβαιότητα ότι γνωρίζουν την έννοια αυτή. Εντούτοις, πρόκειται για έναν από τους πιο πολλά υποσχόμενους τομείς της σύγχρονης πληροφορικής (και της τεχνολογίας γενικότερα) και αναμένεται να αλλάξει καθοριστικά την εικόνα που έχουμε μέχρι σήμερα για τους υπολογιστές.

Η ιστορία των κβαντικών υπολογιστών ξεκινά το 1980, με την ιδέα του Αμερικανού φυσικού Πολ Μπένιοφ για ένα κβαντικό μηχανικό μοντέλο της υποθετικής μηχανής Τούρινγκ. Στην πραγματικότητα, όμως, άλλοι καταξιωμένοι επιστήμονες που διέπρεψαν στον τομέα της κβαντικής φυσικής είχαν θέσει τις βάσεις πολύ νωρίτερα. Αναφερόμαστε στον Αϊνστάιν, την Κιουρί και τον Σρέντιγκερ. Αυτοί διαπίστωσαν, με πειραματικό τρόπο, ότι, σε αντίθεση με τα αντικείμενα που παρατηρούμε στον μακρόκοσμο, τα μικροσκοπικά σωματίδια μπορούν να βρίσκονται ταυτόχρονα σε δύο ή και περισσότερες καταστάσεις. Ας φανταστούμε, για παράδειγμα, ένα κέρμα πού είναι ταυτόχρονα και «κορώνα» και «γράμματα»…

Η σημασία της διαπίστωσης αυτής στα πλαίσια της πληροφορικής είναι ότι ένας υπολογιστής που έχει ιδιότητες αντίστοιχες με αυτές των μικροσκοπικών σωματιδίων είναι απλούστατα πανίσχυρος. Όπως γνωρίζουμε, οι «συμβατικοί», ψηφιακοί υπολογιστές έχουν ως στοιχειώδη μονάδα πληροφορίας τα bits. Τα bits παίρνουν τις τιμές 0 ή 1 και οι υπολογιστές εκφράζουν κάθε εντολή με σειρές των δύο αυτών ψηφίων, κάνοντας πράξεις και υπολογισμούς. Ωστόσο, οι δυνατότητες τους περιορίζονται σε μία μόνο πράξη τη φορά. Όσο «γρήγοροι» και αν είναι οι σύγχρονοι υπολογιστές, υπάρχουν σύνθετα προβλήματα τα οποία χρειάζονται μήνες ή ακόμα και χρόνια για να λυθούν.

Τι θα συνέβαινε, όμως, αν τα bit μπορούσαν να πάρουν τις τιμές 0 και 1 ταυτόχρονα; Να είναι, δηλαδή, και «κορόνα» και «γράμματα»; Κάνοντας πράξεις με τα bit αυτά θα είχαμε πολύ περισσότερα αποτελέσματα (για την ακρίβεια ΟΛΑ τα δυνατά αποτελέσματα!). Παρά ταύτα, οι συμβατικοί υπολογιστές δεν είναι ικανοί για κάτι τέτοιο. Ένα νέο είδος υπολογιστών ήταν πλέον απαραίτητο. Αυτοί ακριβώς είναι οι κβαντικοί υπολογιστές: οι υπολογιστές εκείνοι των οποίων τα bits (qubits όπως ονομάζονται επίσημα, από τις λέξεις quantum bit) μπορούν να παίρνουν τις τιμές 0 και 1 ταυτοχρόνως και, με αυτόν τον τρόπο, να κάνουν δεκάδες, εκατοντάδες ή και χιλιάδες πράξεις στον ίδιο χρόνο που ένας συμβατικός υπολογιστής θα έκανε μόνο 1!

Οι δυνατότητες αυτές είναι όχι μόνο συναρπαστικές αλλά και εξαιρετικά χρήσιμες για τον άνθρωπο. Λογιστικά και οικονομικά δεδομένα θα υπολογίζονται ταχύτερα από ποτέ, νέα φάρμακα και θεραπείες θα μπορούν να αναπτυχθούν και να δοκιμαστούν σε χρόνο ρεκόρ, κρυπτογραφημένα μηνύματα που κάποτε χρειάζονταν χρόνια για αποκρυπτογραφηθούν τώρα θα χρειάζονται κλάσματα του δευτερολέπτου, το μποτιλιάρισμα στους δρόμους θα αντιμετωπίζεται επιτυχέστερα με την πιο αποδοτική ρύθμιση των φαναριών, ανάλογα με την κίνηση. Οι πιθανές εφαρμογές είναι ατελείωτες.

Σε ποιο στάδιο βρισκόμαστε, όμως, στο κομμάτι της ανάπτυξης τέτοιων υπολογιστών; Η αλήθεια είναι πως η τεχνολογία αυτή παραμένει σε φάση ερευνών. Παρά τις συνολικές επενδύσεις ύψους $25 δισεκατομμυρίων από χώρες όπως οι ΗΠΑ, ο Καναδάς, η Ρωσία, η Κίνα, η Ιαπωνία, το Ισραήλ, αλλά και η Ευρωπαϊκή Ένωση, καθώς και από ιδιωτικούς «κολοσσούς» (ΙΒΜ, Intel, Amazon, Google), θα χρειαστούν χρόνια προσπαθειών προτού οι κβαντικοί υπολογιστές τεθούν σε ευρεία χρήση και αντικαταστήσουν, τελικά, του Η/Υ που χρησιμοποιούμε σήμερα. Το κυριότερο εμπόδιο που καλούνται να ξεπεράσουν οι επιστήμονες είναι το γεγονός ότι οι κβαντικοί επεξεργαστές, απαραίτητοι για την προσομοίωση των διαφόρων κβαντικών καταστάσεων, πρέπει να διατηρούνται σε θερμοκρασίες που προσεγγίζουν το απόλυτο μηδέν, κάτι που καθιστά την χρήση των υπολογιστών αυτών δύσκολη και τη διάθεση τους στο εμπόριο πρακτικά αδύνατη.

Ωστόσο, δεν υπάρχει αμφιβολία ότι, όπως τόσες φορές στο παρελθόν, έτσι και τώρα η τεχνολογική ανάπτυξη θα οδηγήσει στην επίλυση και αυτών των προβλημάτων. Οι κβαντικοί υπολογιστές ήρθαν για να μείνουν και να φέρουν τα πάνω κάτω σε όσα ξέραμε για του υπολογιστές μέχρι σήμερα. Το μόνο που χρειάζεται είναι λίγη υπομονή και πολλή σκληρή δουλειά.

Πηγές: blog.public.gr, efsyn.gr, Βικιπαίδεια

Ο Έλον Μασκ είναι κυρίως γνωστός ως ο ιδρυτής της Tesla και της SpaceX, ωστόσο ο Αμερικανός δισεκατομμυριούχος έχει ασχοληθεί και με ορισμένα… πιο ασυνήθιστα εγχειρήματα. Συγκεκριμένα, υποστηρίζει πως κατάφερε να πετύχει τη «συμβίωση» του ανθρώπινου εγκεφάλου και της τεχνητής νοημοσύνης μέσω της νέας εταιρίας του, Neuralink.

Η Neuralink είναι εταιρεία τεχνολογίας νευρωνικών διασυνδέσεων του Μασκ. Αναπτύσσει μια συσκευή που θα είναι ενσωματωμένη στον ανθρώπινο εγκέφαλο, όπου θα καταγράφει την εγκεφαλική δραστηριότητα και πιθανώς θα την διεγείρει.

Η Neuralink έγινε για πρώτη φορά δημοσίως γνωστή το 2017 όταν η Wall Street Journal ανέφερε την ύπαρξή της. Στη συνέχεια το 2019, ο Έλον Μασκ και άλλα μέλη της διοικητικής ομάδας της Neuralink παρουσίασαν την τεχνολογική τους πρόοδο ζωντανά στο διαδίκτυο.

Η Neuralink αναπτύσσει δύο κομμάτια εξοπλισμού. Το πρώτο είναι ένα τσιπ που θα εμφυτεύεται στο ανθρώπινο κρανίο, με τα ηλεκτρόδια να φτάνουν στον εγκέφαλό του. Θα έχει μέγεθος παρόμοιο με ένα νόμισμα. Από το τσιπ, μια σειρά από μικροσκοπικά καλώδια, το καθένα περίπου 20 φορές πιο λεπτό από μια ανθρώπινη τρίχα, θα εξαπλώνεται στον εγκέφαλο του ασθενούς.

Το δεύτερο είναι ένα ρομπότ που θα μπορεί να εμφυτεύει το τσιπ αυτοματοποιημένα. Το ρομπότ θα λειτουργεί χρησιμοποιώντας μια άκαμπτη βελόνα για να εμφυτεύσει τα εύκαμπτα καλώδια του τσιπ στον εγκέφαλο, σαν μια ραπτομηχανή.

Η Γερτρούδη, το «πρωτοποριακό» γουρούνι.

Το 2020, η Neuralink παρουσίασε στο κοινό ένα γουρούνι, με το όνομα Γερτρούδη, στο οποίο είχε ενσωματώσει ένα από τα τσιπ της, αποδεικνύοντας ότι το τσιπ ήταν σε θέση να προβλέψει με ακρίβεια τη θέση των άκρων της όταν περπατούσε σε διάδρομο, καθώς και να καταγράψει τη νευρική δραστηριότητα όταν το γουρούνι έτρεχε για φαγητό. Ο Μασκ είπε ότι το γουρούνι ζούσε με το τσιπ ενσωματωμένο στο κρανίο του για δύο μήνες.

«Όσον αφορά την τεχνολογία που χρησιμοποιείται, τα 1.024 κανάλια δεν είναι και τόσο εντυπωσιακός αριθμός στην εποχή μας, αλλά ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός, απαραίτητος για την ασύρματη αναμετάδοση δεδομένων, είναι υπερσύγχρονος και η ρομποτική εμφύτευση λειτουργεί σωστά», δήλωσε ο καθηγητής Andrew Jackson, ειδικός στις νευρωνικές διεπαφές στο Πανεπιστήμιο του Νιούκαστλ.

«Ακόμα κι αν η τεχνολογία δεν κάνει τίποτα περισσότερο από ό,τι μπορούμε να κάνουμε αυτή τη στιγμή – όσον αφορά τον αριθμό των καναλιών ή οτιδήποτε άλλο – μόνο από την άποψη της ευημερίας για τα ζώα, νομίζω ότι αν μπορούμε να κάνουμε πειράματα με κάτι που δεν περιλαμβάνει καλώδια που περνούν από το δέρμα, αυτό θα βελτιώσει τη διαβίωση των ζώων», είπε.

Πηγή: https://www.businessinsider.com/neuralink-elon-musk-microchips-brains-ai-2021-2#in-2020-neuralink-showed-off-one-of-its-chips-embedded-in-a-pig-named-gertrude-4