Quantum Supremacy: вылічальнае рашэнне, якое можа вырашаць праблемы на квантавых хуткасцях

• аўтар:
• імя аўтара

  Quantumrun Foresight
• Сакавік 20, 2022

Кароткі агляд

Квантавыя вылічэнні з выкарыстаннем кубітаў, якія могуць адначасова існаваць як 0 і 1, адкрываюць дзверы для вырашэння вылічальных праблем на хуткасцях, якія значна перавышаюць хуткасці класічных кампутараў. Гэтая тэхналогія мае патэнцыял для трансфармацыі галін, дазваляючы комплекснае прагназаванне, узлом крыптаграфічных кодаў і нават тыражаванне біялагічных узаемадзеянняў. Імкненне да квантавай перавагі прывяло да значнага прагрэсу, у тым ліку да значнага прагрэсу ў выбарцы базонаў, але таксама выклікае праблемы, такія як праблемы сумяшчальнасці, праблемы бяспекі і геапалітычныя меркаванні.

Кантэкст квантавай перавагі

Машынная мова квантавага камп'ютара выкарыстоўвае кубіты, якія адначасова існуюць як 0, так і 1, каб даследаваць усе магчымыя шляхі, патэнцыйна вырашаючы пэўныя тыпы вылічальных праблем значна хутчэй, чым класічныя кампутары. Канцэпцыя апошняга падыходу вядомая як квантавыя вылічэнні. Квантавая перавага, інакш вядомая як квантавая перавага, - гэта мэта вобласці квантавых вылічэнняў, якая накіравана на стварэнне праграмуемага квантавага кампутара, які можа вырашаць праблемы, якія класічны кампутар не зможа вырашыць. Там, дзе класічныя кампутары выкарыстоўваюць біты, квантавыя выкарыстоўваюць кубіты ў якасці асноўнай адзінкі інфармацыі.

З прынцыпам суперпазіцыі два кубіты могуць існаваць у двух розных пазіцыях адначасова. Квантавыя алгарытмы выкарыстоўваюць канцэпцыю, званую квантавай заблытанасцю, каб ідэальна карэляваць кубіты, што дазваляе квантаваму камп'ютэру прадэманстраваць сваю перавагу. Гэтыя камп'ютэры могуць быць здольныя ўзломваць крыптаграфічныя коды, паўтараць біялагічныя і хімічныя ўзаемадзеянні, а таксама выконваць надзвычай складаныя функцыі прагназавання і складання бюджэту ў шырокім дыяпазоне галіновых прыкладанняў. 

Квантавая перавага дасягнула значнага прагрэсу, і адзін з апошніх прарываў быў зроблены Ксанаду. У чэрвені 2022 года канадская фірма па квантавых тэхналогіях Xanadu паведаміла аб значным прагрэсе ў выбарцы базонаў з выкарыстаннем шлейфаў аптычнага валакна і мультыплексавання для выяўлення ў сярэднім ад 125 да 219 фатонаў з 216 сціснутых рэжымаў, сцвярджаючы, што паскарэнне ў 50 мільёнаў разоў перавышае папярэднія эксперыменты, у тым ліку Google. Гэта дасягненне падкрэслівае дынамічны і хутка развіваецца характар ​​квантавых вылічэнняў, з рознымі арганізацыямі, якія рассоўваюць межы тэхналогій.

Разбуральнае ўздзеянне

Імкненне тэхналагічных гігантаў і краін да квантавай перавагі - гэта больш, чым гонка за выхвалянне; гэта шлях да новых вылічальных магчымасцей. Квантавыя кампутары з іх здольнасцю выконваць складаныя вылічэнні з хуткасцямі, неймавернымі для класічных кампутараў, могуць прывесці да значных поспехаў у розных галінах. Ад паляпшэння прагнозу надвор'я да паскарэння адкрыцця лекаў, патэнцыял прымянення велізарны. 

Аднак развіццё квантавых вылічэнняў таксама прыносіць праблемы і праблемы. Розныя падыходы да квантавых вылічэнняў, такія як выкарыстанне Google звышправодных чыпаў і кітайскі фатонны прататып, паказваюць, што стандартызаванага метаду пакуль няма. Такая неаднастайнасць можа прывесці да праблем сумяшчальнасці і перашкодзіць супрацоўніцтву паміж рознымі суб'ектамі. Больш за тое, патэнцыял квантавых кампутараў для ўзлому сучасных метадаў шыфравання выклікае сур'ёзныя праблемы бяспекі, якія ўрадам і прадпрыемствам неабходна вырашыць.

Нельга абмінуць увагай і геапалітычны аспект квантавай перавагі. Канкурэнцыя паміж звышдзяржавамі, такімі як ЗША і Кітай, у гэтай галіне адлюстроўвае больш шырокую барацьбу за тэхналагічнае дамінаванне. Гэтае суперніцтва можа стымуляваць далейшыя інвестыцыі і даследаванні, спрыяючы росту сумежных галін і адукацыі. Аднак гэта таксама стварае рызыку стварэння тэхналагічных разрываў паміж краінамі, што можа прывесці да напружанасці і дысбалансу ў глабальным уплыве. Супрацоўніцтва і этычныя меркаванні пры распрацоўцы і разгортванні квантавай тэхналогіі будуць мець ключавое значэнне для забеспячэння шырокага і адказнага выкарыстання яе пераваг.

Наступствы квантавай перавагі 

Больш шырокія наступствы квантавай перавагі могуць уключаць:

• Бізнес-мадэлі будучыні з выкарыстаннем квантавых камп'ютараў для забеспячэння бізнес-рашэнняў. 
• Эвалюцыя кібербяспекі, якая зробіць існуючае шыфраванне састарэлым і прымусіць прыняць больш складаныя рашэнні квантавага шыфравання. 
• Аптымізацыя адкрыцця лекаў і вытворчых працэсаў фармацэўтычных і хімічных кампаній. 
• Паляпшэнне працэсаў аптымізацыі партфеля, якія выкарыстоўваюцца кампаніямі, якія прадстаўляюць фінансавыя паслугі. 
• Стварэнне велічынь эфектыўнасці ва ўсіх прадпрыемствах, якія залежаць ад лагістыкі, напрыклад, у рознічным гандлі, дастаўцы, дастаўцы і інш. 
• Квантавая тэхналогія становіцца наступнай кропкай інвестыцый пасля штучнага інтэлекту, што прыводзіць да павелічэння колькасці стартапаў у гэтай галіне.

Пытанні для разгляду

• Квантавыя камп'ютары абяцалі на працягу чатырох дзесяцігоддзяў, як вы думаеце, колькі часу спатрэбіцца для іх камерцыялізацыі?
• Якія іншыя галіны могуць адчуць значны ўплыў прымянення квантавай перавагі?