Quantum Supremacy: računalno rješenje koje može riješiti probleme kvantnim brzinama

• Autor:
• ime autora

  Quantumrun Foresight
• Ožujak 20, 2022

Sažetak uvida

Kvantno računalstvo, korištenjem kubita koji mogu postojati istovremeno i kao 0 i kao 1, otvara vrata rješavanju računalnih problema brzinama daleko većim od klasičnih računala. Ova tehnologija ima potencijal transformirati industrije omogućujući složeno predviđanje, razbijanje kriptografskih kodova, pa čak i repliciranje bioloških interakcija. Potraga za kvantnom nadmoći dovela je do značajnog napretka, uključujući značajan napredak u uzorkovanju bozona, ali također postavlja izazove kao što su pitanja kompatibilnosti, sigurnosni problemi i geopolitička razmatranja.

Kontekst kvantne nadmoći

Strojni jezik kvantnog računala koristi qubitove koji istovremeno postoje i kao 0 i kao 1 za istraživanje svih mogućih puteva, potencijalno rješavajući određene vrste računalnih problema magnitude brže od klasičnih računala. Koncept koji stoji iza potonjeg pristupa poznat je kao kvantno računalstvo. Kvantna nadmoć, inače poznata kao kvantna prednost, cilj je polja kvantnog računalstva koji ima za cilj izgraditi programibilno kvantno računalo koje može riješiti probleme koje klasično računalo ne bi moglo riješiti. Dok klasična računala koriste bitove, kvantna računala koriste qubite kao osnovnu jedinicu informacija.

S principom superpozicije, dva qubita mogu postojati na dvije različite pozicije u isto vrijeme. Kvantni algoritmi iskorištavaju koncept koji se zove kvantna isprepletenost za savršenu korelaciju kubita, omogućujući kvantnom računalu da pokaže svoju nadmoć. Ta bi računala mogla biti sposobna razbijati kriptografske kodove, replicirati biološke i kemijske interakcije, kao i obavljati neizmjerno složene funkcije predviđanja i proračuna u širokom rasponu industrijskih aplikacija. 

Kvantna nadmoć je doživjela izvanredan napredak, a jedno od najnovijih otkrića dolazi iz Xanadua. U lipnju 2022., kanadska tvrtka za kvantnu tehnologiju Xanadu izvijestila je o značajnom napretku u uzorkovanju bozona, koristeći petlje optičkih vlakana i multipleksiranje za otkrivanje srednje vrijednosti od 125 do 219 fotona iz 216 stisnutih modova, tvrdeći da je ubrzanje 50 milijuna puta veće od prethodnih eksperimenata, uključujući Googleov. Ovo postignuće naglašava dinamičnu prirodu kvantnog računalstva koja se brzo razvija, s različitim organizacijama koje pomiču granice tehnologije.

Razarajući učinak

Težnja tehnoloških divova i nacija za kvantnom nadmoći više je od utrke za hvalisanjem; to je put do novih računalnih mogućnosti. Kvantna računala, sa svojom sposobnošću izvođenja složenih izračuna brzinama nezamislivim s klasičnim računalima, mogu dovesti do značajnog napretka na raznim poljima. Od poboljšanja predviđanja vremena do ubrzanja otkrivanja lijekova, potencijalne primjene su ogromne. 

Međutim, razvoj kvantnog računalstva također donosi izazove i brige. Različiti pristupi kvantnom računalstvu, kao što je Googleova upotreba supravodljivih čipova i kineski fotonski prototip, pokazuju da još ne postoji standardizirana metoda. Taj nedostatak ujednačenosti može dovesti do problema s kompatibilnošću i spriječiti suradnju između različitih entiteta. Štoviše, potencijal kvantnih računala za probijanje trenutnih metoda enkripcije izaziva ozbiljne sigurnosne probleme s kojima se vlade i tvrtke moraju pozabaviti.

Ne može se zanemariti ni geopolitički aspekt kvantne nadmoći. Natjecanje između supersila poput SAD-a i Kine na ovom polju odražava širu borbu za tehnološku dominaciju. Ovo rivalstvo može potaknuti daljnja ulaganja i istraživanja, potičući rast u povezanim industrijama i obrazovanju. Međutim, to također predstavlja rizik od stvaranja tehnoloških podjela među nacijama, što može dovesti do napetosti i neravnoteže u globalnom utjecaju. Suradnja i etička razmatranja u razvoju i implementaciji kvantne tehnologije bit će ključni za osiguranje široke i odgovorne raspodjele njezinih koristi.

Implikacije kvantne nadmoći 

Šire implikacije kvantne nadmoći mogu uključivati:

• Poslovni modeli budućnosti koji koriste kvantna računala za pružanje poslovnih rješenja. 
• Evolucija kibernetičke sigurnosti koja će postojeće šifriranje učiniti zastarjelim i prisiliti usvajanje složenijih rješenja kvantne enkripcije. 
• Optimiziranje procesa otkrivanja lijekova i proizvodnje farmaceutskih i kemijskih tvrtki. 
• Poboljšanje procesa optimizacije portfelja koje koriste tvrtke za financijske usluge. 
• Generiranje veličine učinkovitosti u svim poslovima koji ovise o logistici, npr. maloprodaji, isporuci, otpremi itd. 
• Kvantna tehnologija postaje sljedeće žarište ulaganja nakon umjetne inteligencije, što dovodi do više startupa u ovom području.

Pitanja za razmatranje

• Kvantna računala obećavaju se četiri desetljeća, što mislite koliko će trebati da se komercijaliziraju?
• Koje bi druge industrije mogle doživjeti značajan utjecaj primjene kvantne nadmoći?