Lysbaseret kvante: Kvantecomputerens lyse fremtid

• Forfatter:
• Forfatter navn

  Quantumrun Foresight
• Februar 26, 2024

Oversigt over indsigt

Den seneste udvikling inden for lysbaseret kvanteberegning tyder på et skift i beregningsteknologi, der går fra traditionelle metoder til at bruge lyspartikler til behandling. Dette skift lover mere effektiv og hurtigere problemløsning på forskellige områder og potentialet for miljømæssige fordele som følge af reduceret energibehov. Disse fremskridt rejser også vigtige spørgsmål om datasikkerhed, jobmarkedsudvikling og global teknologisk konkurrenceevne.

Lysbaseret kvantekontekst

Adskillige udviklinger har udfoldet sig inden for lysbaseret kvanteberegning. Lysbaseret kvanteberegning, eller fotonisk kvanteberegning, bruger fotoner (lyspartikler) til at udføre beregninger. I modsætning hertil bruger traditionel databehandling elektriske kredsløb og bits. I juni 2023 opdagede MIT-forskere, at bly-halogenid-perovskit-nanopartikler kan producere en ensartet strøm af fotoner. Disse materialer er ikke kun lovende for fremtidige solpaneler på grund af deres lette vægt og lette produktion, men de skiller sig også ud for deres potentiale inden for avancerede teknologier, fordi de nemt kan fremstilles og påføres overflader som glas.

Så, i oktober 2023, fik kinesiske videnskabsmænd et gennembrud med deres nye lysbaserede kvantecomputer, Jiuzhang 3.0, som har sat ny verdensrekord ved at detektere 255 fotoner, der langt overgår forgængeren Jiuzhang 2.0's 113 fotoner. Dette fremskridt gør det muligt for Jiuzhang 3.0 at udføre en million gange hurtigere end Jiuzhang 2.0 til at løse Gaussiske bosonsamplingsproblemer, en kompleks matematisk model, der bruges i kvanteberegning. Det er bemærkelsesværdigt, at Jiuzhang 3.0 kan behandle de mest indviklede Gaussiske bosonprøver på kun et mikrosekund, en opgave, som verdens hurtigste supercomputer, Frontier, ville have brug for over 20 milliarder år at fuldføre. 

Endelig, i januar 2024, annoncerede japanske forskere betydelige fremskridt i at eliminere behovet for de ultralave temperaturer, der kræves af nuværende lysbaserede kvantemaskiner. Deres gennembrud involverer en højtydende "komprimeret lys"-kilde til informationstransmission for at bygge en kraftfuld kvantecomputer inden 2030. Denne udvikling giver potentielle skalerbarhed og strømeffektivitetsfordele i forhold til andre metoder som superledende og siliciumbaserede kvantecomputere.

Forstyrrende påvirkning

Fremskridtene inden for lysbaseret kvanteberegning forventes at forbedre beregningseffektiviteten og hastigheden markant. Denne teknologis evne til at fungere ved stuetemperatur reducerer behovet for komplekse kølesystemer, hvilket gør den mere miljøvenlig og omkostningseffektiv. Den øgede effektivitet og lavere driftsomkostninger kan tilskynde til en bredere anvendelse af kvantecomputerteknologier på tværs af forskellige sektorer, og accelerere forskning og udvikling inden for kunstig intelligens, materialevidenskab og kryptografi.

Udviklingen af ​​lysbaseret kvanteberegning kan også føre til hurtigere og mere overkommelig adgang til avancerede beregningsressourcer. Dette skift kan resultere i øget personlig sikkerhed gennem mere sofistikerede krypteringsmetoder til databeskyttelse. Inden for uddannelse kan sådanne fremskridt give studerende og forskere nye værktøjer til læring og opdagelse. Derudover, efterhånden som denne teknologi modnes, kan den skabe nye jobmuligheder og karriereveje inden for kvantecomputere og relaterede industrier.

Regeringer vil sandsynligvis se denne udvikling som en mulighed for at forbedre nationale kapaciteter inden for videnskab og teknologi. Investeringer i lysbaseret kvantecomputere kan øge et lands konkurrencefordel inden for højteknologiske industrier og forskning. Denne teknologi kan også kræve opdateringer i lovgivningsrammer, især vedrørende datasikkerhed, for at løse de nye udfordringer, som avancerede beregningsevner udgør. Desuden kan regeringer være nødt til at fremme partnerskaber mellem den akademiske verden, industrien og forskningsinstitutioner for fuldt ud at udnytte potentialet i lysbaseret kvantecomputere.

Implikationer af lysbaseret kvante

Bredere implikationer af lysbaseret kvante kan omfatte: 

• Forbedrede beregningsevner i forskningssektorer, hvilket fører til hurtigere og mere præcise klimamodelleringer og sygdomsforskningsresultater.
• Accelereret opdagelse og udvikling af nye materialer og lægemidler, hvilket reducerer tiden og omkostningerne ved at bringe disse på markedet.
• Øget efterspørgsel efter kvanteresistente krypteringsmetoder, hvilket fører til en stigning i cybersikkerhedsinvesteringer og innovation inden for databeskyttelsesteknologier.
• Skift i uddannelsesfokus mod kvantecomputere og relaterede områder, hvilket skaber nye læringsmuligheder og karriereveje inden for nye teknologier.
• Regeringer, der investerer i kvantecomputerinfrastruktur og uddannelse med henblik på at opnå en konkurrencefordel inden for global teknologisk lederskab.
• Ændringer i geopolitisk dynamik, efterhånden som nationer kæmper om dominans i kvanteberegningskapaciteter, hvilket potentielt fører til nye alliancer og rivalisering.
• Demokratisering af beregningsressourcer på højt niveau, der gør det muligt for mindre virksomheder og forskningsinstitutioner at konkurrere med større enheder.
• Stigning i energieffektive og miljøvenlige beregningsmetoder, der bidrager til reducerede CO2-fodaftryk i teknologiindustrien.
• Transformation af forretningsmodeller i sektorer som finans og logistik på grund af avanceret optimering og forudsigelige modelleringsmuligheder.
• Juridiske og etiske udfordringer som følge af avancerede beregningsevner, der kræver nye regler og styringsstrukturer.

Spørgsmål at overveje

• Hvordan kan integration af lysbaseret kvantecomputere i forskellige industrier omforme arbejdsmarkedet?
• På hvilke måder kan fremskridt inden for kvanteberegning påvirke den globale datasikkerhed?