گوگىلنىڭ «كىۋانت زومىگەرلىكى»دىكى زومىگەرلىك قەيەردە؟

ئىنسانىيەتنىڭ نۆۋەتتىكى ئەڭ كۈچلۈك دەرىجىدىن تاشقىرى كومپىيۇتېرى ئون مىڭ يىلدا ئاران ھېسابلاپ بولالايدىغان مەسىلىنى، گۇگىلنىڭ كىۋانت كومپىيۇتېرى 200 سىكۇنتتىلا تاماملىدى

9-ئاينىڭ 20-كۈنى خەۋەر قىلىشىچە، گوگىلنىڭ بىر تەتقىقات گۇرۇپپىسى تۇنجى قېتىم تەجرىبە ئارقىلىق، «كىۋانت زومىگەرلىكى»نىڭ مەۋجۇتلىقىنى كۆرسىتىپ، كىۋانت كومپىيۇتېرىنىڭ ئەمەلىي ھېسابلاش كۈچى جەھەتتە بارىلىق ئەنئەنىۋىي كومپىيۇتېرلارنى مىجىپ سۈيىنى چىقىرىۋېتەلەيدىغانلىقىنى ئىسپاتلىدى، بۇ ھازىرىقى ئەڭ كۈچلۈك دەرىجىدىن تاشقىرى كومپىيۇتېرنىمۇ ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.

مەزكۇر تەجرىبىنىڭ خاتىرىسى ئەڭ دەسلەپتە NASAنىڭ تور بېتىدە ئېلان قىلىنغان بىر پارچە ئىلمىي ماقالىدە بولۇپ، لېكىن ئۇزاق ئۆتمەيلا بۇ ماقالە توردىن ئۆچۈرۈلگەن، تاكى ھازىرغىچە، گۇگىل تەرەپ بۇ ئىشقا ئىنكاس بىلدۈرمىدى.

«كىۋانت زومىگەرلىكى» دېگەن نېمە؟

  كىۋانت كومپىيۇتېرىنىڭ ئۇقۇمى ھەرگىزمۇ يېڭىلىق ئەمەس، ئەڭ دەسلەپتە دۇنيادىكى تۇنجى كومپىيۇتېر ENIAC دۇنياغا كېلىپ 20 يىلدىن كېيىنكى 1969-يىلى، ئالىملار كىۋانت ھېسابلاشنىڭ مۇمكىنچىلىكىنى ئوتتۇرىغا قويغان.

  ئەنئەنىۋى كومپىيۇتېر رەقەملىك توك يولىنىڭ «توك ئۆتۈش» ۋە «توك ئۈزۈش» ئىككى خىل ھالىتى ئاساسىدا ھېسابلاشنى ئەمەلگە ئاشۇرىدۇ. توك يولىغا نىسبەتەن، بۇ ئىككىسى ئېنىق ھالەت، [0] بولمىسىلا [1]، بۇ ھەم بىز تولا دەيدىغان [بىت] شۇ.

كىۋانت كومپيۇتېرنىڭ ئوخشىمايدىغان يېرى شۇكى، ئۇ مىكرو كۋانتتىن بىت ھاسىل قىلىدۇ.  كىۋانتتا قاتلانما ھالەت(superimposed state) مەۋجۇت بولغاچقا، بىر كۋانت بىتى بىرلا ۋاقىتتا 0 ۋە 1 ئىككى خىل ھالەتتە تۇرىدۇ. بۇنىڭ بىلەن كۋانت كومپيۇتېرى زور مىقداردىكى سانلىق مەلۇماتلارنى پاراللېل بىر تەرەپ قىلالايدۇ، ئەنئەنىۋى كومپيۇتېرلاردا بۇ سانلىق مەلۇماتلار رەت تەرتىپى بويىچە بىر تەرەپ قىلىنىدۇ.  كۆپ يىللاردىن بۇيان، ئالىملار ئىزچىل كۋانت كومپيۇتېرنىڭ ھېسابلاش كۈچى جەھەتتە ئەنئەنىۋى كومپيۇتېرنى مۇتلەق مىجىپ سۈيىنى چىقىرىۋېتەلەيدىغانلىقىنى ئىسپاتلىماقچى بولغان، مانا بۇ «كۋانت زومىگەرلىكى» (QuantumSupremacy).

  گوگىل كۋانت ھېسابلاش تەجرىبە قۇرۇلمىسى Google

كۋانت كومپيۇتېرنىڭ بىتى «قاتلانما ھالەت» شەكلىدە مەۋجۇت بولۇپ تۇرىدۇ، بۇ ھەم كۋانت كومپيۇتېرنىڭ ھېسابلاش جەريانىدا ناھايىتى ئاسان خاتالىق چىقىدىغانلىقىدىن دېرەك بېرىدۇ، گەرچە ناھايىتى كىچىك سىلكىنىش بولسىمۇ، ھەتتا تېمپېراتۇرا ئۆزگىرىشى بولسۇن، ھەممىسى كۋانت بىتىنىڭ نازۇك ھالىتىنى بۇزغۇنچىلىققا ئۇچرىتىدۇ. كۋانت كومپيۇتېرنى مۇقىم خىزمەت قىلدۇرۇش ئۈچۈن، گۇگىل ئۆزىنىڭ كومپيۇتېرىنى ھىم ئېتىلگەن مېتال قاچىغا ئوراپ قويىدۇ، قاچىنىڭ ئىچكى قىسمىنىڭ تېمپېراتۇرىسى مۇتلەق نۆل گىرادۇسقا يېقىنلىشىدۇ، پەقەت 10 مىللى كېلۋىن (1 كېلۋىننىڭ 1 پىرسەنتى) ، پۈتۈن ئالەمدىكى ئەڭ سوغۇق جاي. تەتقىقاتچىلار ئىزچىل تۈردە كۋانت كومپيۇتېرنى ئۈنۈملۈك بەرپا قىلىش، باشقۇرۇش ئۇسۇلىنى ئىزدەۋاتىدۇ.

  بەزى ئالاھىدە مەسىلىلەرنى بىر تەرەپ قىلغاندا، كۋانت ھېسابلاش ئىقتىدارى «زومىگەرلىك» نى گەۋدىلەندۈرىدۇ، لېكىن بۇ كۋانت كومپيۇتېر پۈتۈنلەي كلاسسىك كومپيۇتېرنىڭ ئورنىنى ئالىدۇ دېگەنلىك ئەمەس. IBM كىۋانت ھېسابلاش تەتقىقات باش نازارەتچىسى DarioGil مۇنداق دېدى: « كىۋانت كومپيۇتېرىغا سېلىشتۇرغاندا كلاسسىك كومپيۇتېر مەڭگۈ مۇتلەق «زومىگەرلىك»كە ئىگە بولالمايدۇ، ئۇلار ئوخشاش بولمىغان ساھەلەردە ھەر قايسىسى ئەۋزەللىككە ئىگە، كەلگۈسىدە ئىككىسى ھەمكارلىشىپ خىزمەت قىلىدۇ.

گۇگىلنىڭ ئەۋزەللىكى

 بۇ قېتىمقى «كۈتۈلمىگەن ئىلمىي ماقالە ئېلان قىلىش» ۋەقەسىدىن بۇرۇن، گۇگىل ئاللىقاچان كۋانت كومپيۇتېر ساھەسىدە ئالدىنقى قاتارغا ئۆتكەن.

 بۇلتۇر، گۇگىل سىرتقا 73 كۋانت بىتىغا ئىگە كۋانت كومپيۇتېرىنى كۆرگەزمە قىلىپ، ئالدىنقى قاتاردىكى رىقابەتچىسى IBM نىڭ ئوخشاش مەزگىلدە ئېلان قىلغان 53 بىتلىق كومپىيۇتېرىدىن ھالقىپ كەتتى.  لېكىن بۇ قېتىمقى «كۋانت زومىگەرلىكى» نى تەجرىبە قىلىپ كۆرسىتىشتە، گۇگىل بولسا يەنە بىر خىل تېخىمۇ كىچىك بولغان كومپيۇتېرنى ئىشلەتكەن بولۇپ، نامى Sycamore.  بۇ 54 بىتلىق كۋانت بىر تەرەپ قىلغۇچ، لېكىن بۇنىڭ ئىچىدە بىر كۋانت بىتى ئۆلچەمگە يەتمەيدۇ، شۇڭا گۇگىل پەقەت بۇنىڭ ئىچىدىكى 53 كۋانتلىق ئورۇندا ئەۋرىشكە ئېلىپ ھېسابلاش ۋەزىپىسىنى ئىجرا قىلدى.

گوگىلنىڭ ئەڭ ئىلغار كۋانت كومپيۇتېرى Bristlecone / Google

 ئاشكارلىنىپ كەتكەن ئىلمىي ماقالىسىدە، گوگىلنىڭ تەجرىبە جەريانىنى تەسۋىرلەنگەن. ئالدى بىلەن، گوگىل كلاسسىك كومپيۇتېردىن پايدىلىنىپ بىر قاتار كۋانت بۇيرۇقىنى ھاسىل قىلغان، ئىلمىي ماقالىدە «كۋانت ئىشىكى» دەپ ئاتالغان، ئۇلار ئەنئەنىۋى كومپيۇتېردىكى لوگىكىلىق قاپقاق ( Logic gate)كە باراۋەر، يەنى 1 ياكى 0، بۇ بىر قاتار كۋانت بۇيرۇقى بىر« كۋانت توك يولى» نى ھاسىل قىلىدۇ.

ئۇنىڭدىن كېيىن، بۇ كۋانت توك يولى كۋانت كومپيۇتېرغا يوللىنىپ، ساپ 0 ھالەتتە تۇرغان كۋانت خانىسى ئارقىلىق ھېسابلاشلارنى ئىجرا قىلىنىدۇ. چۈنكى كۋانت ھېسابلاشنىڭ ئېنىقسىزلىقى سەۋەبلىك، بۇ نەتىجىلەرنىڭ ھەممىسى ئوخشاش بولمايدۇ، يەنىلا ئېھتىماللىق جەھەتتىكى تارقىلىش ئالاھىدىلىكى بار (بەزى نەتىجىلەرنىڭ كۆرۈلۈش قېتىم سانى كۆپ، بەزىلىرى ئاز).  ئاخىرىدا، كىۋانت كومپىيۇتېرى نەتىجىنى ئاساس قىلغان ئېھتىماللىق تەقسىماتىغا ئاساسەن، نەتىجە ئەۋرىشكىسىنى چىقىرىدۇ. ئاخىرىدا، تەتقىقاتچىلار كۋانتلىق كومپيۇتېر چىقارغان نەتىجە ئەۋرىشكىسى بىلەن ئىلگىرىكى كلاسسىك كومپيۇتېردىكى تەقلىدىي نەتىجىنى سېلىشتۇرۇش ئارقىلىق، كۋانتلىق كومپيۇتېر ئىجرا قىلىپ ھېسابلاشنىڭ توغرىلىق دەرىجىسىنى ھېسابلاپ چىقالايدۇ.

 گوگىل بۇ قېتىمقى تەجرىبىدە 54 بىتلىق كومپىيۇتېر ئىشلىتىپ، ئەڭ ئىلغار 73 بىتلىق كومپىيۇتېر ئىشلەتمەسلىكىدىكى سەۋەب، چۈنكى كۋانت كومپيۇتېر كۋانت بىتىنىڭ ( Qubit) كۆپىيىشىگە ئەگىشىپ، كلاسسىك كومپيۇتېرنىڭ ھېسابلاش كۈچى كۋانت كومپيۇتېرىنىڭ ھېسابلاش نەتىجىسىنى دەلىللەشكە يەتمەيدۇ.

 ھازىر MIT دا ئوقۇغان بىر كۋانت فىزىكا پەنلىرى دوكتورى ئىلمىي ماقالىنى چۈشەندۈرۈپ، گۇگىلنىڭ تەجرىبىسى «ئەڭ ئەسەبىي ئەھۋال ئاستىدا، 53 بىت لىق 20تال cycle توك يولىدا 180 مىڭ قېتىم  ئەۋرىشكە ئېلىش ئۈچۈن، كۋانت كومپيۇتېردا 200 سېكۇنت، ئەمما ھازىرقى ئىنسانلارنىڭ ئەڭ كۈچلۈك ئەنئەنىۋىي دەرىجىدىن تاشقىرى كومپيۇتېرى ئۈچۈن، ئوخشاش ئەھۋال ئاستىدا 10 مىڭ يىل كېتىدۇ.»

گۇگىل تېخى ئۆزىنىڭ كۋانت كومپيۇتېرنىڭ كونكرېت قانداق ۋەزىپە ئىجرا قىلىۋاتىدۇ، ياكى قايسى يۆنىلىشنى تەتقىق قىلىدۇ بۇ توغرىسىدا ئاشكارلىمىدى.  بۇ قېتىم ئاشكارىلانغان ئىلمىي ماقالىدىن قارىغاندا، ئۇ كۋانت ھېسابلاش ساھەسىدە بىر كىچىك يوچۇق ئاچقانغا باراۋەر بولۇپ، بىز كۋانت كومپيۇتېرىنىڭ كۈچلۈك ھېسابلاش كۈچىنى دەسلەپكى قەدەمدە كۆزىتەلەيمىز، لېكىن تېخىمۇ ھالقىلىق مەسىلە يەنىلا كەلگۈسىدىكى ئىشلىتىلىشىمىزدە.  

«زومىگەرلىك» كەلتۈرۈپ چىقارغان ئەندىشە

  ھاياجانلىنىشتىن باشقا، «كۋانت زومىگەرلىكى» نى ئىشقا ئاشۇرۇش توغرىسىدىكى خەۋەرمۇ نۇرغۇن ئەندىشە پەيدا قىلدى.  ئامېرىكىنىڭ 2020-يىللىق پىرىزدىنىت نامزاتى ياڭ ئەنزې Twitter دا مۇنۇلارنى بىلدۈردى: گۇگىل «كۋانت زومىگەرلىكى» نى ئەمەلگە ئاشۇرسا، ھەرگىزمۇ مۇستەھكەم (شىفىرلاشتۇرۇش) مەخپىي نومۇرى بولمايدىغانلىقىدىن دېرەك بېرىدۇ. ھەقىقەتەن، مەخپىي شىفىرلانغان مەخپىي نومۇرنى زورلۇق بىلەن يېشىش ئۈچۈن كۆپ مىقداردا ھېسابلاش كۈچى سەرپ قىلىش كېرەك، كۋانت كومپيۇتېرنىڭ ھېسابلاش كۈچىنى كۆرسەتكۈچ سىزىق بويىچە ئاشقان قورقۇنچلۇق ھېسابلاش كۈچى دېسەكمۇ بولىدۇ، بۇ دەل مەخپىي نومۇر ئىلمىغا چوڭ تەھدىت پەيدا قىلىدۇ.

  لېكىن ھازىر بىز بۇ ئىشتىن ئارتۇقچە ئەندىشە قىلىشىمىزنىڭ ھاجىتى يوق، گۇگىلنىڭ كۋانت كومپيۇتېرى ئالاھىدە ۋەزىپىنى ئىجرا قىلغاندا ئەنئەنىۋى كومپيۇتېرغا نىسبەتەن «زومىگەرلىك» نى نامايان قىلالايدۇ، لېكىن بۇ ئۇنىڭ مەخپىي نومۇر يېشىش ئۈچۈن ئىشلىتىلگەنلىكىدىن دېرەك بەرمەيدۇ. كۋانت مېخانىكىسىنىڭ بىر پروفېسسورى Scott Aaronson زىيارەتنى قوبۇل قىلغاندا مۇنۇلارنى بىلدۈردى: نۆۋەتتىكى ئاساسىي ئېقىمدىكى RSA شىفىرلاشتۇرۇش ئۇسۇلى پەقەت «نەچچە مىڭ كۋانت بىتلىق» كۋانت كومپيۇتېرى تەرىپىدىن زورلۇق بىلەن يېشىلىدۇ، ئەمما ھازىرغىچە 100 كۋانت بىتىدىن ئېشىپ كەتكەن كۋانت كومپيۇتېرى مەۋجۇت ئەمەس.

نەزەرىيە جەھەتتە، كۋانت كومپيۇتېرنىڭ زور ھېسابلاش كۈچى باتارېيە لايىھەلەش، دورا ئېچىش، يەر سىرتى ئۈستىدە ئىزدىنىش، ماشىنىلىق ئۆگىنىش قاتارلىق ساھەلەرگە كۆپ ياردەم قىلالايدۇ.  NASA گۇگىل قاتارلىق شىركەتلەر بىلەن ھەمكارلىشىپ كۋانت كومپيۇتېرىنى ئېچىشتىكى سەۋەب، كۋانت كومپيۇتېرىنىڭ ياردىمىدە ئالەم قاتنىشى ۋەزىپىسىنى ئورۇنلاشتۇرۇپ، قۇياش سىستېمىسىدىكى تاشقى يۇلتۇزلارنى تەكشۈرۈشنى ئۈمىد قىلىدۇ. «AI ئالدىن» شىركەت بولۇش سۈپىتى بىلەن، گوگىل كۋانت كومپيۇتېرى ئارقىلىق ماشىنىلىق ئۆگىنىش ۋەزىپىسىنى ئىجرا قىلىپ، AI ئىقتىدارىنى كېڭەيتىشنى ئۈمىد قىلىدۇ.

گۇگىلنىڭ بىرىنچى ئەۋلاد كۋانت بىتلىق كونتروللىغۇچى Google

پەقەت ھازىر بۇ ھەقتە سۆھبەتلىشىش بەلكىم تېخى بالدۇرلۇق قىلىشى مۇمكىن.

بەزى ئالىملار گوگىلنىڭ تەجرىبە ئۇسۇلىغا قارىتا گۇمانىنى ئوتتۇرىغا قويدى، ئېرۇسالېم ئىبراي ئۇنىۋېرسىتېتىنىڭ پروفېسسورى GilKalai مۇنداق دەپ كۆرسەتتى: گۇگىلنىڭ تەجرىبىسى كۋانت كومپيۇتېرنىڭ كلاسسىك كومپيۇتېر تاماملىغان «غايىۋى چىقىرىش»تىن ئەۋرىشكە ئېلىپ، ئارتۇقچە ھېسابلاش ئېلىپ بارمايلا نەتىجىگە ئېرىشكەن. كالىفورنىيە تەبىئىي پەن ۋە سانائەت پەنلىرى ئۇنىۋېرسىتېتىنىڭ پروفېسسورى John Preskill يەنە بۇ بىر مەيدان «ئادىل» رىقابەت ئەمەس دەپ قارايدۇ، گوگىل كۆڭۈل قويۇپ لايىھىلىگەن «تەبىئىي كۋانت بىر تەرەپ قىلغۇچ مەسىلىسى» ئۆزىنىڭ كومپيۇتېردا ھەل قىلىش بىلەن تەمىنلەيدۇ. ئۇ تېخىمۇ ئومۇميۈزلۈك ماسلىشىشچان كۋانتلىق ھېسابلاشنى ئىشقا ئاشۇرۇش ئۈچۈن، يەنىلا تېخنىكا جەھەتتە سەكرەشكە توغرا كېلىدۇ، دەپ قارىدى.

  گۇگىلنىڭ «كۋانت زومىگەرلىكى» نى ئىشقا ئاشۇرۇش خەۋىرى تارقىتىلغاندىن كېيىن، ئوخشاش بىر ساھەدىكى IBMنىڭ تەتقىقات باش نازارەتچىسى Dario Gil نەتىجىنى تەبرىكلىدى، لېكىن ئۇمۇ ئۆزىنىڭ «زومىگەرلىك» (Supremacy) دېگەن سۆزنىڭ بەلكىم تاشقى ساھەنىڭ كۋانت ھېسابلاش ساھەسىدىن يۇقىرى ئۈمىد كۈتۈپ قېلىشىدىن ئەنسىرەيدىغانلىقىنى بىلدۈردى.  «بىز تېخىمۇ ئەمەلىي قىممەتكە ئىگە كومپىيۇتېر ياساپ چىقىشىمىز كېرەك، بۇ بىر ئىككى يىللىق ئىش ئەمەس، ئۇزۇن ۋاقىت كېتىدۇ.»

#بىلىمدان  بىلىمزار#