Kvant zasnovan na svjetlosti: svijetla budućnost kvantnog računarstva

• Autor:
• Ime autora

  Quantumrun Foresight
• Februar 26, 2024

Sažetak uvida

Nedavni razvoj kvantnog računarstva zasnovanog na svjetlosti sugerira promjenu u računarskoj tehnologiji, prelazeći sa tradicionalnih metoda na korištenje svjetlosnih čestica za obradu. Ova promjena obećava efikasnije i brže rješavanje problema u različitim poljima i potencijal za okolišne koristi zbog smanjenih potreba za energijom. Ovaj napredak također postavlja važna pitanja o sigurnosti podataka, evoluciji tržišta rada i globalnoj tehnološkoj konkurentnosti.

Kvantni kontekst zasnovan na svjetlosti

Nekoliko razvoja se odvija u kvantnom računarstvu zasnovanom na svetlosti. Kvantno računanje zasnovano na svjetlosti, ili fotonsko kvantno računanje, koristi fotone (svjetlosne čestice) za izvođenje proračuna. Nasuprot tome, tradicionalno računarstvo koristi električna kola i bitove. U junu 2023., istraživači MIT-a otkrili su da nanočestice perovskita sa olovo-halidima mogu proizvesti konzistentan protok fotona. Ovi materijali nisu samo obećavajući za buduće solarne panele zbog svoje male težine i lakoće proizvodnje, već se ističu i svojim potencijalom u naprednim tehnologijama jer se lako mogu napraviti i primijeniti na površine poput stakla.

Zatim, u oktobru 2023. godine, kineski naučnici su napravili proboj sa svojim novim kvantnim kompjuterom zasnovanim na svjetlosti, Jiuzhang 3.0, koji je postavio novi svjetski rekord otkrivanjem 255 fotona, daleko nadmašujući svog prethodnika Jiuzhanga 2.0 sa 113 fotona. Ovaj napredak omogućava Jiuzhangu 3.0 da radi milion puta brže od Jiuzhanga 2.0 u rješavanju problema uzorkovanja Gaussovog bozona, složenog matematičkog modela koji se koristi u kvantnom računarstvu. Zanimljivo je da Jiuzhang 3.0 može obraditi najsloženije uzorke uzorkovanja Gausovog bozona u samo jednoj mikrosekundi, zadatak za koji bi najbržem superkompjuteru na svijetu, Frontieru, trebalo više od 20 milijardi godina. 

Konačno, u januaru 2024. japanski naučnici su najavili značajan napredak u eliminisanju potrebe za ultra niskim temperaturama koje zahtevaju trenutne kvantne mašine zasnovane na svetlosti. Njihov proboj uključuje "komprimirani izvor svjetlosti" visokih performansi za prijenos informacija za izgradnju moćnog kvantnog kompjutera do 2030. Ovaj razvoj nudi potencijalnu skalabilnost i prednost energetske efikasnosti u odnosu na druge metode kao što su supravodljivi i kvantni kompjuteri zasnovani na silicijumu.

Ometajući uticaj

Očekuje se da će napredak u kvantnom računarstvu zasnovanom na svetlosti značajno poboljšati efikasnost i brzinu računara. Sposobnost ove tehnologije da radi na sobnoj temperaturi smanjuje potrebu za složenim sistemima hlađenja, čineći je ekološki prihvatljivijom i isplativijom. Povećana efikasnost i niži operativni troškovi mogli bi podstaći šire usvajanje tehnologija kvantnog računarstva u različitim sektorima, ubrzavajući istraživanje i razvoj u oblasti veštačke inteligencije, nauke o materijalima i kriptografije.

Razvoj kvantnog računarstva zasnovanog na svetlosti takođe može dovesti do bržeg i pristupačnijeg pristupa naprednim računarskim resursima. Ovaj pomak bi mogao dovesti do poboljšane lične sigurnosti kroz sofisticiranije metode šifriranja za zaštitu podataka. U obrazovanju, takav napredak može studentima i istraživačima pružiti nove alate za učenje i otkrivanje. Osim toga, kako ova tehnologija sazrijeva, mogla bi stvoriti nove prilike za posao i karijere u kvantnom računarstvu i srodnim industrijama.

Vlade će vjerovatno vidjeti ovaj razvoj događaja kao priliku za jačanje nacionalnih sposobnosti u nauci i tehnologiji. Ulaganja u kvantno računanje zasnovano na svjetlosti mogu povećati konkurentsku prednost zemlje u visokotehnološkim industrijama i istraživanju. Ova tehnologija takođe može zahtevati ažuriranje regulatornih okvira, posebno u vezi sa sigurnošću podataka, kako bi se odgovorilo na nove izazove koje predstavljaju napredne računarske sposobnosti. Štaviše, vlade će možda morati da podstiču partnerstvo između akademske zajednice, industrije i istraživačkih institucija kako bi u potpunosti iskoristile potencijal kvantnog računarstva zasnovanog na svetlosti.

Implikacije kvanta zasnovanog na svjetlosti

Šire implikacije kvanta zasnovanog na svjetlosti mogu uključivati: 

• Poboljšane računarske sposobnosti u istraživačkim sektorima, što dovodi do bržeg i preciznijeg modeliranja klime i rezultata istraživanja bolesti.
• Ubrzano otkrivanje i razvoj novih materijala i lijekova, smanjujući vrijeme i troškove njihovog dovođenja na tržište.
• Povećana potražnja za kvantno otpornim metodama šifriranja, što dovodi do porasta ulaganja u sajber sigurnost i inovacija u tehnologijama zaštite podataka.
• Pomjeranje obrazovnog fokusa prema kvantnom računarstvu i srodnim poljima, stvarajući nove prilike za učenje i puteve karijere u novim tehnologijama.
• Vlade ulažu u kvantnu računarsku infrastrukturu i obrazovanje, s ciljem da steknu konkurentsku prednost u globalnom tehnološkom liderstvu.
• Promjene u geopolitičkoj dinamici, dok se nacije bore za dominaciju u kvantnim računarskim sposobnostima, što potencijalno dovodi do novih saveza i rivalstava.
• Demokratizacija računarskih resursa visokog nivoa, omogućavajući manjim preduzećima i istraživačkim institucijama da se takmiče sa većim entitetima.
• Uspon energetski efikasnih i ekološki prihvatljivih računskih metoda, doprinoseći smanjenju ugljičnog otiska u tehnološkoj industriji.
• Transformacija poslovnih modela u sektorima poput finansija i logistike zahvaljujući naprednoj optimizaciji i mogućnostima prediktivnog modeliranja.
• Pravni i etički izazovi koji proizlaze iz naprednih računarskih sposobnosti, koji zahtijevaju nove propise i strukture upravljanja.

Pitanja koja treba razmotriti

• Kako bi integracija kvantnog računarstva zasnovanog na svjetlosti u različite industrije mogla preoblikovati tržište rada?
• Na koji način bi napredak kvantnog računarstva mogao uticati na globalnu sigurnost podataka?