Quantum Supremacy: Výpočetní řešení, které dokáže řešit problémy kvantovou rychlostí

• Autor:
• jméno autora

  Quantumrun Foresight
• 20. března 2022

Shrnutí statistik

Kvantové výpočty využívající qubity, které mohou existovat současně jako 0 i 1, otevírá dveře k řešení výpočetních problémů rychlostí daleko za hranicemi klasických počítačů. Tato technologie má potenciál transformovat průmysl tím, že umožňuje komplexní předpovědi, prolomení kryptografických kódů a dokonce replikaci biologických interakcí. Snaha o kvantovou nadvládu vedla k pozoruhodnému pokroku, včetně významného pokroku ve vzorkování bosonů, ale také vyvolává problémy, jako jsou problémy s kompatibilitou, bezpečnostní problémy a geopolitické úvahy.

Kontext kvantové nadřazenosti

Strojový jazyk kvantového počítače využívá qubity, které současně existují jako 0 i 1, aby prozkoumal všechny možné cesty, které potenciálně řeší určité typy výpočetních problémů velikosti rychleji než klasické počítače. Koncepce druhého přístupu je známá jako kvantové výpočty. Kvantová nadřazenost, jinak známá jako kvantová výhoda, je cílem oboru kvantových počítačů, jehož cílem je vybudovat programovatelný kvantový počítač, který dokáže vyřešit problémy, které by klasický počítač vyřešit nedokázal. Tam, kde klasické počítače používají bity, kvantové počítače používají qubity jako základní jednotku informace.

S principem superpozice mohou dva qubity existovat ve dvou různých pozicích současně. Kvantové algoritmy využívají koncept zvaný kvantové zapletení k dokonalé korelaci qubitů, což umožňuje kvantovému počítači prokázat svou nadřazenost. Tyto počítače by mohly být schopné prolomit kryptografické kódy, replikovat biologické a chemické interakce a také provádět nesmírně složité funkce pro předpovídání a rozpočtování v celé řadě průmyslových aplikací. 

Kvantová nadvláda zaznamenala pozoruhodný pokrok, přičemž jeden z nejnovějších průlomů pochází z Xanadu. V červnu 2022 oznámila kanadská kvantová technologická firma Xanadu významný pokrok v bosonovém vzorkování, kdy pomocí smyček optických vláken a multiplexování detekovala průměrně 125 až 219 fotonů z 216 stlačených režimů, což tvrdilo, že zrychlení je 50milionkrát větší než předchozí experimenty, včetně Google. Tento úspěch podtrhuje dynamickou a rychle se vyvíjející povahu kvantových počítačů, kdy různé organizace posouvají hranice technologie.

Rušivý dopad

Snaha o kvantovou nadvládu technologickými giganty a národy je víc než závod o vychloubání se právy; je to cesta k novým výpočetním možnostem. Kvantové počítače se svou schopností provádět složité výpočty rychlostí nepředstavitelnou u klasických počítačů mohou vést k významnému pokroku v různých oblastech. Potenciální aplikace jsou obrovské, od zlepšení předpovědi počasí až po urychlení objevování léků. 

Rozvoj kvantových počítačů však přináší také výzvy a obavy. Různé přístupy ke kvantovým počítačům, jako je použití supravodivých čipů Googlem a čínský fotonický prototyp, naznačují, že zatím neexistuje žádná standardizovaná metoda. Tento nedostatek jednotnosti může vést k problémům s kompatibilitou a bránit spolupráci mezi různými subjekty. Navíc potenciál kvantových počítačů prolomit současné metody šifrování vyvolává vážné bezpečnostní obavy, které musí vlády a podniky řešit.

Nelze opomenout ani geopolitický aspekt kvantové nadvlády. Konkurence mezi supervelmocemi jako USA a Čína na tomto poli odráží širší boj o technologickou dominanci. Tato rivalita může podnítit další investice a výzkum a podpořit růst v souvisejících odvětvích a vzdělávání. Představuje však také riziko vytváření technologických rozdílů mezi národy, což může vést k napětí a nerovnováze v globálním vlivu. Spolupráce a etická hlediska při vývoji a zavádění kvantové technologie budou klíčem k zajištění toho, aby její přínosy byly široce a zodpovědně sdíleny.

Důsledky kvantové nadřazenosti 

Širší důsledky kvantové nadřazenosti mohou zahrnovat:

• Budoucí obchodní modely využívající kvantové počítače k ​​poskytování obchodních řešení. 
• Evoluce v kybernetické bezpečnosti, která způsobí, že stávající šifrování bude zastaralé a vynutí si přijetí složitějších řešení kvantového šifrování. 
• Optimalizace objevování léků a výrobních procesů farmaceutických a chemických společností. 
• Zlepšení procesů optimalizace portfolia používaných společnostmi poskytujícími finanční služby. 
• Generování velké efektivity ve všech podnicích, které závisí na logistice, např. maloobchod, doručování, přeprava a další. 
• Kvantová technologie se po umělé inteligenci stává dalším investičním hotspotem, což vede k většímu počtu startupů v této oblasti.

Otázky k zamyšlení

• Kvantové počítače jsou slibovány už čtyři desetiletí, jak dlouho podle vás bude trvat, než budou komercializovány?
• Která další průmyslová odvětví by mohla zaznamenat významné dopady aplikace kvantové nadřazenosti?