Quantum Supremacy: Компютърното решение, което може да решава проблеми с квантови скорости

• Автор:
• име Автор

  Quantumrun Foresight
• Март 20, 2022

Резюме на прозрението

Квантовото изчисление, използващо кубити, които могат да съществуват едновременно като 0 и 1, отваря врати за решаване на изчислителни проблеми със скорости, далеч надхвърлящи класическите компютри. Тази технология има потенциала да трансформира индустриите, като позволява сложни прогнози, разбиване на криптографски кодове и дори възпроизвеждане на биологични взаимодействия. Стремежът към квантово надмощие доведе до забележителен напредък, включително значителен напредък в вземането на проби от бозони, но също така повдига предизвикателства като проблеми със съвместимостта, опасения за сигурността и геополитически съображения.

Контекст на квантово превъзходство

Машинният език на квантовия компютър използва кубити, които едновременно съществуват като 0 и 1, за да изследва всички възможни пътища, като потенциално решава определени типове изчислителни проблеми с големина по-бързо от класическите компютри. Концепцията зад последния подход е известна като квантово изчисление. Квантовото надмощие, известно още като квантово предимство, е цел на областта на квантовите изчисления, която има за цел да изгради програмируем квантов компютър, който може да реши проблеми, които класическият компютър не би могъл да реши. Когато класическите компютри използват битове, квантовите компютри използват кубити като основна единица информация.

С принципа на суперпозицията два кубита могат да съществуват в две различни позиции едновременно. Квантовите алгоритми използват концепция, наречена квантово заплитане, за да корелират перфектно кубитите, позволявайки на квантовия компютър да демонстрира своето надмощие. Тези компютри могат да бъдат способни да разбиват криптографски кодове, да възпроизвеждат биологични и химични взаимодействия, както и да изпълняват изключително сложни функции за прогнозиране и бюджетиране в широк спектър от индустриални приложения. 

Квантовото надмощие отбеляза забележителен напредък, като един от последните пробиви идва от Xanadu. През юни 2022 г. канадската фирма за квантови технологии Xanadu съобщи за значителен напредък в вземането на проби от бозони, използвайки вериги от оптично влакно и мултиплексиране за откриване на средна стойност от 125 до 219 фотона от 216 компресирани режима, като твърди, че ускоряването е 50 милиона пъти по-голямо от предишните експерименти, включително и на Google. Това постижение подчертава динамичната и бързо развиваща се природа на квантовите изчисления, с различни организации, които разширяват границите на технологиите.

Разрушително въздействие

Преследването на квантово надмощие от страна на технологичните гиганти и нации е повече от надпревара за самохвалство; това е път към нови изчислителни възможности. Квантовите компютри, с тяхната способност да извършват сложни изчисления със скорости, невъобразими за класическите компютри, могат да доведат до значителен напредък в различни области. От подобряване на прогнозата за времето до ускоряване на откриването на лекарства, потенциалните приложения са огромни. 

Развитието на квантовите изчисления обаче носи и предизвикателства и опасения. Различните подходи към квантовите изчисления, като използването на свръхпроводящи чипове от Google и фотонния прототип на Китай, показват, че все още няма стандартизиран метод. Тази липса на еднообразие може да доведе до проблеми със съвместимостта и да попречи на сътрудничеството между различни субекти. Нещо повече, потенциалът на квантовите компютри да разбиват настоящите методи за криптиране поражда сериозни опасения за сигурността, които правителствата и фирмите трябва да решат.

Не може да се пренебрегне и геополитическият аспект на квантовото превъзходство. Конкуренцията между суперсили като САЩ и Китай в тази област отразява по-широка борба за технологично господство. Това съперничество може да стимулира допълнителни инвестиции и изследвания, насърчавайки растежа в свързани индустрии и образование. Това обаче крие и риск от създаване на технологични разделения между нациите, което вероятно води до напрежение и дисбаланси в глобалното влияние. Сътрудничеството и етичните съображения при разработването и внедряването на квантовата технология ще бъдат от ключово значение за гарантиране, че ползите от нея се споделят широко и отговорно.

Последици от квантовата надмощие 

По-широките последици от квантовото превъзходство могат да включват:

• Бъдещи бизнес модели, използващи квантови компютри за предоставяне на бизнес решения. 
• Еволюция в киберсигурността, която ще направи съществуващото криптиране остаряло и ще наложи приемането на по-сложни решения за квантово криптиране. 
• Оптимизиране на откриването на лекарства и производствените процеси на фармацевтични и химически компании. 
• Подобряване на процесите за оптимизиране на портфолиото, използвани от компаниите за финансови услуги. 
• Генериране на големина ефективност във всички бизнеси, които зависят от логистиката, напр. търговия на дребно, доставка, корабоплаване и др. 
• Квантовата технология се превръща в следващата инвестиционна гореща точка след изкуствения интелект, което води до повече стартиращи компании в тази област.

Въпроси за разглеждане

• Квантовите компютри са обещавани от четири десетилетия, колко време смятате, че ще отнеме, за да бъдат комерсиализирани?
• Кои други индустрии могат да видят значително въздействие от прилагането на квантовото надмощие?