Kvantinė viršenybė: skaičiavimo sprendimas, galintis išspręsti problemas kvantiniu greičiu

• Autorius:
• autoriaus vardas

  Quantumrun Foresight
• Kovo 20, 2022

Įžvalgos santrauka

Kvantinis skaičiavimas, naudojant kubitus, kurie vienu metu gali egzistuoti ir kaip 0, tiek 1, atveria duris skaičiavimo problemų sprendimui greičiu, gerokai viršijančiu klasikinius kompiuterius. Ši technologija gali pakeisti pramonės šakas, įgalindama sudėtingas prognozes, nulauždama kriptografinius kodus ir net atkartodama biologinę sąveiką. Kvantinės viršenybės siekimas lėmė didelę pažangą, įskaitant didelę pažangą bozono mėginių ėmimo srityje, tačiau taip pat kyla problemų, tokių kaip suderinamumo problemos, saugumo problemos ir geopolitiniai sumetimai.

Kvantinės viršenybės kontekstas

Kvantinio kompiuterio mašinų kalba naudoja kubitus, kurie vienu metu egzistuoja ir kaip 0, ir kaip 1, kad ištirtų visus galimus kelius, o tai gali išspręsti tam tikrų tipų skaičiavimo problemas greičiau nei klasikiniai kompiuteriai. Pastarojo požiūrio koncepcija yra žinoma kaip kvantinis skaičiavimas. Kvantinis pranašumas, kitaip žinomas kaip kvantinis pranašumas, yra kvantinio skaičiavimo lauko tikslas, kuriuo siekiama sukurti programuojamą kvantinį kompiuterį, galintį išspręsti problemas, kurių klasikinis kompiuteris negalėtų išspręsti. Kai klasikiniai kompiuteriai naudoja bitus, kvantiniai kompiuteriai naudoja kubitus kaip pagrindinį informacijos vienetą.

Taikant superpozicijos principą, du kubitai gali egzistuoti dviejose skirtingose ​​padėtyse tuo pačiu metu. Kvantiniai algoritmai naudoja koncepciją, vadinamą kvantiniu susipynimu, kad puikiai koreliuotų kubitus, leidžiančius kvantiniam kompiuteriui parodyti savo viršenybę. Šie kompiuteriai galėtų nulaužti kriptografinius kodus, atkartoti biologinę ir cheminę sąveiką, taip pat atlikti nepaprastai sudėtingas prognozavimo ir biudžeto sudarymo funkcijas įvairiose pramonės srityse. 

Kvantinė viršenybė pasiekė nepaprastą pažangą – vienas iš naujausių proveržių buvo pasiektas iš Xanadu. 2022 m. birželio mėn. Kanados kvantinių technologijų įmonė Xanadu pranešė apie didelę pažangą bozono mėginių ėmimo srityje, naudojant optinio pluošto kilpas ir multipleksavimą, siekiant aptikti vidutiniškai 125–219 fotonų iš 216 suspaustų režimų, o tai teigia, kad greitis yra 50 milijonų kartų didesnis nei ankstesniuose eksperimentuose. įskaitant Google. Šis pasiekimas pabrėžia dinamišką ir sparčiai besivystantį kvantinio skaičiavimo pobūdį, kai įvairios organizacijos peržengia technologijų ribas.

Trikdantis poveikis

Technologijų gigantų ir tautų siekis siekti kvantinės viršenybės yra daugiau nei lenktynės dėl teisių gyrimo; tai kelias į naujas skaičiavimo galimybes. Kvantiniai kompiuteriai, turintys galimybę atlikti sudėtingus skaičiavimus tokiu greičiu, kokio neįsivaizduoja klasikiniai kompiuteriai, gali lemti didelę pažangą įvairiose srityse. Nuo orų prognozavimo gerinimo iki vaistų atradimo paspartinimo – galimos taikymo galimybės yra didžiulės. 

Tačiau kvantinio skaičiavimo plėtra taip pat kelia iššūkių ir rūpesčių. Skirtingi kvantinio skaičiavimo metodai, tokie kaip „Google“ superlaidžių lustų naudojimas ir Kinijos fotoninis prototipas, rodo, kad dar nėra standartizuoto metodo. Dėl vienodumo stokos gali kilti suderinamumo problemų ir trukdyti bendradarbiavimui tarp skirtingų subjektų. Be to, kvantinių kompiuterių potencialas nulaužti dabartinius šifravimo metodus kelia rimtų saugumo problemų, kurias turi spręsti vyriausybės ir įmonės.

Negalima nepastebėti ir geopolitinio kvantinės viršenybės aspekto. Konkurencija tarp supervalstybių, tokių kaip JAV ir Kinija, šioje srityje atspindi platesnę kovą dėl technologijų dominavimo. Ši konkurencija gali paskatinti tolesnes investicijas ir mokslinius tyrimus, skatinant susijusių pramonės šakų ir švietimo augimą. Tačiau tai taip pat kelia pavojų, kad tarp tautų atsiras technologinės atskirties, galinčios sukelti įtampą ir pasaulio įtakos disbalansą. Bendradarbiavimas ir etiniai sumetimai kuriant ir diegiant kvantines technologijas bus labai svarbūs siekiant užtikrinti, kad jos nauda būtų plačiai ir atsakingai dalijamasi.

Kvantinės viršenybės pasekmės 

Platesnės kvantinės viršenybės pasekmės gali apimti:

• Ateities verslo modeliai, naudojant kvantinius kompiuterius verslo sprendimams teikti. 
• Kibernetinio saugumo raida, dėl kurios esamas šifravimas pasens ir privers priimti sudėtingesnius kvantinio šifravimo sprendimus. 
• Farmacijos ir chemijos įmonių vaistų atradimo ir gamybos procesų optimizavimas. 
• Finansinių paslaugų įmonių naudojamų portfelio optimizavimo procesų tobulinimas. 
• Sukurti didelį efektyvumą visose įmonėse, kurios priklauso nuo logistikos, pvz., mažmeninės prekybos, pristatymo, siuntimo ir kt. 
• Kvantinė technologija tampa kitu investicijų tašku po dirbtinio intelekto, todėl šioje srityje daugėja naujų įmonių.

Klausimai, kuriuos reikia apsvarstyti

• Kvantiniai kompiuteriai žadami keturis dešimtmečius, kiek, jūsų nuomone, užtruks, kol jie bus komercializuoti?
• Kokios kitos pramonės šakos gali patirti reikšmingą kvantinės viršenybės taikymo poveikį?