Quantum Supremacy: Az a számítástechnikai megoldás, amely kvantumsebességgel tud problémákat megoldani

• Szerző:
• Szerző neve

  Quantumrun Foresight
• Március 20, 2022

Insight összefoglaló

A kvantumszámítás, amely olyan qubiteket használ, amelyek egyidejűleg 0-ként és 1-ként is létezhetnek, lehetőséget nyit a számítási problémák megoldására a klasszikus számítógépeket messze meghaladó sebességgel. Ez a technológia képes átalakítani az iparágakat azáltal, hogy lehetővé teszi az összetett előrejelzést, a kriptográfiai kódok feltörését, és még a biológiai kölcsönhatások replikálását is. A kvantumfölényre való törekvés figyelemreméltó előrelépéshez vezetett, beleértve a bozon-mintavételezés terén elért jelentős előrelépéseket, de olyan kihívásokat is felvet, mint a kompatibilitási problémák, biztonsági aggályok és geopolitikai megfontolások.

A kvantumfölény kontextusa

A kvantumszámítógépek gépi nyelve olyan qubiteket használ, amelyek egyidejűleg 0-ként és 1-ként is léteznek, hogy feltárják az összes lehetséges utat, és potenciálisan bizonyos típusú számítási problémákat nagyságrendekkel gyorsabban oldanak meg, mint a klasszikus számítógépek. Az utóbbi megközelítés mögött meghúzódó koncepciót kvantumszámításnak nevezik. A kvantumfölény, más néven kvantumelőny, a kvantumszámítási terület célja, amelynek célja egy programozható kvantumszámítógép felépítése, amely képes megoldani olyan problémákat, amelyeket egy klasszikus számítógép nem tudna megoldani. Ahol a klasszikus számítógépek biteket használnak, a kvantumszámítógépek a qubiteket használják az információ alapegységeként.

A szuperpozíció elvével két qubit egyszerre két különböző pozícióban létezhet. A kvantumalgoritmusok a kvantumösszefonódásnak nevezett koncepciót használják ki a qubitek tökéletes korrelálására, lehetővé téve a kvantumszámítógép számára, hogy demonstrálja felsőbbrendűségét. Ezek a számítógépek képesek lehetnek kriptográfiai kódok feltörésére, biológiai és kémiai kölcsönhatások replikálására, valamint rendkívül összetett előrejelzési és költségvetési funkciók elvégzésére az ipari alkalmazások széles körében. 

A kvantumfölény figyelemreméltó fejlődésen ment keresztül, az egyik legújabb áttörés Xanadutól származik. 2022 júniusában a kanadai Xanadu kvantumtechnológiai cég jelentős előrelépésről számolt be a bozon-mintavétel terén, optikai szál hurkokat és multiplexelést használva átlagosan 125-219 foton detektálására 216 összenyomott módból, ami 50 milliószor nagyobb sebességet állított fel, mint a korábbi kísérletek. beleértve a Googleét is. Ez az eredmény aláhúzza a kvantumszámítás dinamikus és gyorsan fejlődő természetét, miközben különböző szervezetek feszegetik a technológia határait.

Bomlasztó hatás

A technológiai óriások és nemzetek kvantumfölényre való törekvése több, mint versenyfutás a jogokért; ez egy út az új számítási lehetőségekhez. A kvantumszámítógépek, mivel képesek összetett számításokat elvégezni olyan sebességgel, amely a klasszikus számítógépekkel elképzelhetetlen, számos területen jelentős előrelépéseket eredményezhet. Az időjárás-előrejelzés javításától a gyógyszerkutatás felgyorsításáig a lehetséges alkalmazások hatalmasak. 

A kvantumszámítástechnika fejlődése azonban kihívásokat és aggályokat is hordoz magában. A kvantumszámítás különböző megközelítései, mint például a Google szupravezető chipek használata és Kína fotonikus prototípusa, azt jelzik, hogy még nincs szabványosított módszer. Ez az egységesség hiánya kompatibilitási problémákhoz vezethet, és akadályozhatja a különböző entitások közötti együttműködést. Ezenkívül a kvantumszámítógépekben rejlő potenciál a jelenlegi titkosítási módszerek feltörésére komoly biztonsági aggályokat vet fel, amelyekkel a kormányoknak és a vállalkozásoknak foglalkozniuk kell.

Nem hagyható figyelmen kívül a kvantumfölény geopolitikai vetülete sem. A szuperhatalmak, például az Egyesült Államok és Kína közötti verseny ezen a területen a technológiai dominanciaért folytatott szélesebb körű harcot tükrözi. Ez a rivalizálás további beruházásokat és kutatásokat hajthat végre, elősegítve a kapcsolódó iparágak és az oktatás növekedését. Ugyanakkor azzal a kockázattal is jár, hogy technológiai megosztottság keletkezik a nemzetek között, ami feszültségekhez és egyensúlyhiányokhoz vezethet a globális befolyásban. A kvantumtechnológia fejlesztése és alkalmazása során az együttműködés és az etikai megfontolások kulcsfontosságúak lesznek annak biztosításában, hogy előnyeit széles körben és felelősségteljesen megosszák.

A kvantumfölény következményei 

A kvantumfölény tágabb vonatkozásai a következők lehetnek:

• Kvantumszámítógépeket használó jövőbeli üzleti modellek üzleti megoldások biztosítására. 
• A kiberbiztonság fejlődése, amely a meglévő titkosítást elavulttá teszi, és bonyolultabb kvantumtitkosítási megoldások alkalmazását kényszeríti ki. 
• Gyógyszer- és vegyipari cégek gyógyszerkutatási és gyártási folyamatainak optimalizálása. 
• A pénzügyi szolgáltató cégek által használt portfólióoptimalizálási folyamatok fejlesztése. 
• Nagymértékű hatékonyságnövelés minden olyan vállalkozásban, amely logisztikától függ, pl. kiskereskedelem, szállítás, szállítás stb. 
• A kvantumtechnológia a mesterséges intelligencia után a következő befektetési hotspot lesz, ami több startuphoz vezet ezen a területen.

Megfontolandó kérdések

• Négy évtizede ígérik a kvantumszámítógépeket, mit gondol, mennyi időbe telik, míg kereskedelmi forgalomba kerülnek?
• Milyen más iparágakban tapasztalhat jelentős hatást a kvantumfölény alkalmazása?