Quantum Supremacy: Computerløsningen, der kan løse problemer ved kvantehastigheder

• Forfatter:
• Forfatter navn

  Quantumrun Foresight
• Marts 20, 2022

Oversigt over indsigt

Kvanteberegning, ved hjælp af qubits, der kan eksistere samtidigt som både 0 og 1, åbner døre til at løse beregningsproblemer med hastigheder langt ud over klassiske computere. Denne teknologi har potentialet til at transformere industrier ved at muliggøre komplekse prognoser, knække kryptografiske koder og endda replikere biologiske interaktioner. Forfølgelsen af ​​kvanteoverherredømme har ført til bemærkelsesværdige fremskridt, herunder betydelige fremskridt inden for bosonprøvetagning, men rejser også udfordringer såsom kompatibilitetsproblemer, sikkerhedsproblemer og geopolitiske overvejelser.

Kontekst for kvanteoverherredømme

En kvantecomputers maskinsprog gør brug af qubits, der samtidigt eksisterer som både et 0 og et 1 for at udforske alle mulige veje, hvilket potentielt løser visse typer beregningsproblemer størrelser hurtigere end klassiske computere. Konceptet bag sidstnævnte tilgang er kendt som kvanteberegning. Kvanteoverherredømme, ellers kendt som kvantefordel, er et mål for kvanteberegningsfeltet, der har til formål at bygge en programmerbar kvantecomputer, der kan løse problemer, som en klassisk computer ikke ville være i stand til at løse. Hvor klassiske computere bruger bits, bruger kvantecomputere qubits som den grundlæggende informationsenhed.

Med superpositionsprincippet kan to qubits eksistere i to forskellige positioner på samme tid. Kvantealgoritmer udnytter et koncept kaldet kvantesammenfiltring til perfekt at korrelere qubits, hvilket gør det muligt for en kvantecomputer at demonstrere sin overherredømme. Disse computere kunne være i stand til at knække kryptografiske koder, replikere biologiske og kemiske interaktioner samt udføre uhyre komplekse prognose- og budgetfunktioner på tværs af en bred vifte af industriapplikationer. 

Quantum supremacy har set bemærkelsesværdige fremskridt, med et af de seneste gennembrud fra Xanadu. I juni 2022 rapporterede det canadiske kvanteteknologifirma Xanadu et betydeligt fremskridt inden for bosonsampling, ved at bruge sløjfer af optisk fiber og multipleksing til at detektere et gennemsnit på 125 op til 219 fotoner fra 216 pressede tilstande, hvilket hævder en fremskyndelse 50 millioner gange større end tidligere eksperimenter, inklusive Googles. Denne præstation understreger den dynamiske og hurtigt udviklende karakter af kvantecomputere, hvor forskellige organisationer skubber teknologiens grænser.

Forstyrrende påvirkning

Teknologiske giganters og nationers jagt på kvanteoverherredømme er mere end et kapløb om at prale; det er en vej til nye beregningsmuligheder. Kvantecomputere, med deres evne til at udføre komplekse beregninger ved hastigheder, der er utænkelige med klassiske computere, kan føre til betydelige fremskridt på forskellige områder. Fra at forbedre vejrudsigten til at fremskynde opdagelse af lægemidler er de potentielle anvendelser enorme. 

Udviklingen af ​​kvantecomputere medfører dog også udfordringer og bekymringer. De forskellige tilgange til kvanteberegning, såsom Googles brug af superledende chips og Kinas fotoniske prototype, indikerer, at der endnu ikke er nogen standardiseret metode. Denne mangel på ensartethed kan føre til kompatibilitetsproblemer og hindre samarbejde mellem forskellige enheder. Desuden rejser kvantecomputeres potentiale til at knække nuværende krypteringsmetoder alvorlige sikkerhedsproblemer, som regeringer og virksomheder skal tage hånd om.

Det geopolitiske aspekt af kvanteoverherredømme kan heller ikke overses. Konkurrencen mellem supermagter som USA og Kina på dette område afspejler en bredere kamp for teknologisk dominans. Denne rivalisering kan drive yderligere investeringer og forskning, fremme vækst i relaterede industrier og uddannelse. Det udgør dog også en risiko for at skabe teknologiske skel mellem nationer, hvilket muligvis kan føre til spændinger og ubalancer i global indflydelse. Samarbejde og etiske overvejelser i udviklingen og implementeringen af ​​kvanteteknologi vil være nøglen til at sikre, at dens fordele deles bredt og ansvarligt.

Implikationer af kvanteoverherredømme 

Bredere implikationer af kvanteoverherredømme kan omfatte:

• Fremtidige forretningsmodeller, der bruger kvantecomputere til at levere forretningsløsninger. 
• En evolution inden for cybersikkerhed, der vil gøre eksisterende kryptering forældet og tvinge vedtagelsen af ​​mere komplekse kvantekrypteringsløsninger. 
• Optimering af lægemiddelopdagelse og fremstillingsprocesser i farmaceutiske og kemiske virksomheder. 
• Forbedring af porteføljeoptimeringsprocesser, der anvendes af finansielle servicevirksomheder. 
• Generering af effektivitetsgevinster i alle virksomheder, der er afhængige af logistik, f.eks. detailhandel, levering, forsendelse og mere. 
• Kvanteteknologi bliver det næste investeringshotspot efter kunstig intelligens, hvilket fører til flere startups på dette felt.

Spørgsmål at overveje

• Kvantecomputere er blevet lovet i fire årtier, hvor lang tid tror du, det vil tage for dem at blive kommercialiseret?
• Hvilke andre industrier kan se betydelige konsekvenser af anvendelsen af ​​kvanteoverherredømme?