Bağla

TƏHLİL

Kvant yarışı: Superkompüterlər dövrü

03-12-2021, 11:56   2184
Kvant yarışı: Superkompüterlər dövrü

Son illər böyük maliyyə və irimiqyaslı elmi-tədqiqat proqramları hesabına inkişaf və tətbiqinə nail olunan kvant texnologiyası əsasında işləyən superkompüterlər dünya supergücləri arasındakı qlobal texnologiya yarışının əsas mübarizə ünsürlərindən biri olmağa başlamışdır. Yeni nəsil texnoloji həllərin intensiv inkişafı və sənayenin müxtəlif sahələrində tətbiqi, o cümlədən, süni intellekt və beşinci nəsil naqilsiz şəbəkənin insan həyatın müxtəlif sahələrinə daxil olması, dünya üzrə xeyli sayda həm dövlət, həm də özəl sektordakı korporasiyalara aid elmi laboratoriyaların tədqiqat-inkişaf layihələrinə daha çox diqqət və sərmayə ayırması ilə mümkün olmuşdur.

Hibrid Soyuq Müharibə konteksində ABŞ və Çin arasında texnoloji və ideoloji mübarizənin əsas cəbhələrindən biri olmağa namizəd olmuş kvant texnologiyası uğrunda dominantlıq yarışı da ötən ilin dekabr ayında çinli fiziklərin dünyanın ən sürətli fotonik kvant kompüterini – “Jiuzhang”-ı təqdim etməsindən sonra yeni mərhələyə qədəm qoymuşdur. Adi kompüterlərdən 100 trilyon qat daha sürətli olan sözügedən avadanlıq, ölkənin ən güclü mütəxəssislərinin 20 illik gərgin əməyindən sonra ərsəyə gəlmişdir. Qeyd edək ki, kvant prosessorları FotonElektron olmaqla iki fərqli texniki sistem əsasında qurulur: foton və optik sxem, yəni işıq əsaslı fotonik kvant kompüterlərinin səmərəli işləməsi üçün otaq temperaturu kifayət edərkən, elektron əsaslı superkeçirici kvant cihazları üçün isə olduqca aşağı temperatur tələb olunur. Əsasən kvant kimyası üzrə funksional əməliyyatların aparılması üçün nəzərdə tutulan “Jiuzhang” prosessoru da olduqca mürəkkəb iş prinsipinə əsaslanaraq foton texnologiyası əsasında qurulmuş optik kvant kompüteridir.

Ümumiyyətlə, tibb, hərb, kimya, logistika, maliyyə, fizika, kommunikasiya, əczaçılıq, iqlim, ekologiya, kosmos və başqa onlarla sahədə fundamental və mürrəkkəb məsələlərin sürətli və dəqiq həllində istifadəsi nəzərdə tutulan kvant texnologiyası, xüsusən naviqasiya, maliyyə optimizasiyası və dərman-preparat istehsalında zəruri analizlərin sürətli aparılması və emal edilməsi baxımından olduqca böyük imkanlar yaradır.

Ənənəvi rəqəmsal superkompüterlərin yüz min illər ərzində hesablaya biləcəyi əməliyyatları, yeni nəsil kvant kompüterləri saniyələr içərisində yerinə yetirmə potensialına sahibdirlər. Yeri gəlmişkən, strateji əhəmiyyətindən, konfidensiallığının qorunmasından və təhlükəsizlik tədbirlərindən ötrü son illərdəki kvant araşdırmaları daha çox ordu nəzdindəki hərbi-elmi müəssisələrə həvalə edilir. Bu mənada Pentaqon da 2020-ci ilin birinci rübündən etibarən kvant texnologiyası əsasında işləyən superkompüterlərin inkişafı proqramının icrasına başlamışdır. Pentaqon rəhbərliyi ilkin mərhələdə hərbi məqsədlərlə istifadə edilən atom saatları və kvant sensorlarının modernizasiyasını həyata keçirtməyi planlaşdırır. Kvant əsaslı atom saatları və ətalət sensorları hərbi missiyalar üçün vacib olan dəqiq naviqasiya və vaxtı təyin etmə işində olduqca böyük rol oynaya bilər. Bunun quru qoşunları üçün mürəkkəb relyefli regionlarda ciddi əhəmiyyətə malik ənənəvi GPS naviqasiya sisteminə alternativ olacağı güman edilir. Buna görə də mövcud lazer, optik və digər komponentlərin böyük əksəriyyətinin yeni texnologiyaya uyğunlaşdırılması zərurəti yaranır ki, bu da əlavə xərclərə və vaxt itkisinə yol açır.

Son onillikdə ölkədaxili resurslar hesabına kvant texnologiyasının inkişafına çalışan rəsmi Vaşinqton, ötən ilin avqust ayında ABŞ Milli Elm Fondu vasitəsi ilə növbəti beş il üçün Energetika Departamenti nəzdində yeni qurulmuş 5 Tədqiqat-İnkişaf Mərkəzinə 625 milyon dollar həcmində maliyyə dəstəyi ayırmışdır. Qeyd edilən mərkəzlər eksperimentlərlə yanaşı, kvant şəbəkələri, sensorlar, hesablamalar və bu sahəylə bağlı material və komponentlərin istehsalı və tətbiqinə  yönələcək. Koordinasiyalı şəkildə fəaliyyət göstərmələri nəzərdə tutulan laboratoriyaların kvant texnologiyası sahəsində çoxtərəfli, səmərəli və rəqabətə davamlı ümummilli ekosistem, emal sənayesi və tədarük zəncirinin qurulmasına töhfə verəcəyi gözlənilir. Bu istiqamətdə görüləcək işlər 2018-ci ildə Tramp administrasiyası dövründə qüvvəyə minmiş və ümumilikdə 1.2 milyard büdcəyə sahib “Milli Kvant Təşəbbüsü Aktı” çərçivəsində həyata keçirilir. Bundan başqa, cari ilin aprel ayında kvantla bağlı iki qanun layihəsi - “2021 Kvant Şəbəkə İnfrastrukturu və İşçi Qüvvəsinin İnkişafı Aktı” və “2021 Kvant Milli Təhlükəsizlik Aktı” ABŞ Konqresinin 117-ci sessiyasında Senata təqdim edilib.

Özəl sektorda isə bu sahənin aparıcı oyunçuları “IBM”, “Google”, “Rigetti”, “Honeywell”, “Amazon” və “Microsoft” kimi nəhənglərdir. “Google” mühəndislərinin 2019-cu ildə ərsəyə gətirdikləri “Sycamore” adlı proqramlaşdırıla bilən superkeçirici transmon kvant prosessoru bu sahənin ilklərindən və güclülərindən biri hesab edilir.

ABŞ-ın ən böyük rəqibi ÇXR-ə gəldiksə isə, “Çin 2035” adlı sosializmin modernizasiyası layihəsinin tərkib hissəsi olaraq, bu ilin mart ayından etibarən icrasına başlanılmış növbəti (14-cü) 5 illik dövlət planında yerli innovativ texnologiyaların inkişafına xüsusi yer verilib. Belə ki, yarımkeçirici mikroçiplərin inkişafı ilə bərabər, kvant texnologiyası da ölkənin 2025 dövlət planında yer alan prioritet hədəflərdən biridir. Cari ilin ötən ayında Çin Elm və Texnologiya Universitetinin Mikromiqyaslı Fizika Elmləri üzrə Hefei Milli Laboratoriyası fiziklərinin “Zuchongzhi 2.1” adını verdikləri proqramlaşdırıla bilən kvant hesablama sistemini layihələndirə bilmişdir. Çin tərəfinin yaydığı məlumatlara əsasən, “Zuchongzhi 2.1” kvant kompüteri hazırkı ən güclü superkompüterdən 10 milyon dəfə daha sürətlidir. Belə ki, onun hesablama gücü “Google”-un elektron əsaslı “Sycamore” superkeçirici kvant prosessorundan 1 milyon dəfə çoxdur. Adi bir kompüterin 30 trilyon ildə yerinə yetirə biləcəyi əməliyyatların 1 millisaniyə kimi olduqca qısa bir müddətdə öhdəsindən gələ bilən “Zuchongzhi 2.1”, Çinin kvant sahəsindəki üstünlüyünü rəqibləri ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə artıraraq həm superkeçirici kvant hesablama texnologiyası (“Zuchongzhi 2.1”) həm də fotonik kvant hesablama texnologiyası (“Jiuzhang 2.0”) üzrə ilk dəfə olaraq dünya lideri olmağına yol açmışdır. Bundan başqa, kvant kriptoqrafyasından istifadə etməklə qitələrarası mesaj və məlumatları daha sürətli və təhlükəsiz şəkildə ötürə bilmə xüsusiyyətinə malik kvant əsaslı ilk süni kommunikasiya peyki “Micius” da 2016-cı ildə Çin Milli  Kosmik Agentliyi (CNSA) tərəfindən yerin aşağı orbitinə yerləşdirilmişdir.

Görünən odur ki, molekulyar strukturların və kimyəvi reaksiyaların xəritələşdirilməsindən tutmuş, mürəkkəb alqoritmlərin çoxaspektli tətbiqinə, süni intellektin gücünün formalaşmasına, Böyük verilənlərin (Big Data) emal olunması və qəliz statistik dataların hesablanma məhsuldarlığının artırılmasına qədər bir çox sahədə öz sözünü deyəcəyinə ümid edilən supergüclü kvant prosessorlarının intensiv inkişafı və effektiv tətbiqi həm ABŞ, həm də Çinin uzun müddətli milli strateji maraq və hədəfləri arasında əhəmiyyətli yer tutacaq.

Xülasə, mürəkkəb siyasi kombinasiyalar fonundakı kvant yarışının elmi müstəvidən hərbi-strateji müstəviyə keçməsinin şahidi oluruq. Dövlətlərarası münasibətlərin, milli təhlükəsizliyin, iqtisadiyyatın və geosiyasətin mərkəzində yer almağa başlamış qeyd edilən texnologiya növbəti illərdə ABŞ-Çin xətti üzrə yüksək texnologiyalar sahəsində supergüc olma uğrunda davam edən şiddətli rəqabətdə əsas mübarizə predmetlərindən biri olmağa davam edəcək.