Kvantu pārākums: skaitļošanas risinājums, kas var atrisināt problēmas ar kvantu ātrumu

• Autors:
• Autors nosaukums

  Quantumrun Foresight
• Marts 20, 2022

Ieskata kopsavilkums

Kvantu skaitļošana, izmantojot kubitus, kas vienlaikus var pastāvēt gan kā 0, gan 1, paver durvis skaitļošanas problēmu risināšanai ar ātrumu, kas ir daudz lielāks par klasiskajiem datoriem. Šai tehnoloģijai ir potenciāls pārveidot nozares, nodrošinot sarežģītu prognozēšanu, kriptogrāfisko kodu uzlaušanu un pat bioloģiskās mijiedarbības atkārtošanu. Tiekšanās pēc kvantu pārākuma ir novedusi pie ievērojama progresa, tostarp būtiskiem sasniegumiem bozona paraugu ņemšanā, bet rada arī tādas problēmas kā saderības problēmas, drošības problēmas un ģeopolitiski apsvērumi.

Kvantu pārākuma konteksts

Kvantu datora mašīnvaloda izmanto kubitus, kas vienlaikus pastāv gan kā 0, gan 1, lai izpētītu visus iespējamos ceļus, potenciāli risinot noteikta veida skaitļošanas problēmas ātrāk nekā klasiskie datori. Pēdējās pieejas jēdziens ir pazīstams kā kvantu skaitļošana. Kvantu pārākums, citādi pazīstams kā kvantu priekšrocība, ir kvantu skaitļošanas lauka mērķis, kura mērķis ir izveidot programmējamu kvantu datoru, kas var atrisināt problēmas, kuras klasiskais dators nespētu atrisināt. Ja klasiskie datori izmanto bitus, kvantu datori izmanto kubitus kā informācijas pamatvienību.

Izmantojot superpozīcijas principu, divi kubiti vienlaikus var pastāvēt divās dažādās pozīcijās. Kvantu algoritmi izmanto koncepciju, ko sauc par kvantu sapīšanu, lai perfekti korelētu kubitus, ļaujot kvantu datoram demonstrēt savu pārākumu. Šie datori varētu būt spējīgi uzlauzt kriptogrāfiskos kodus, replicēt bioloģisko un ķīmisko mijiedarbību, kā arī veikt ārkārtīgi sarežģītas prognozēšanas un budžeta veidošanas funkcijas plašā nozares lietojumprogrammu klāstā. 

Kvantu pārākums ir piedzīvojis ievērojamu progresu, un viens no jaunākajiem sasniegumiem nāk no Xanadu. 2022. gada jūnijā Kanādas kvantu tehnoloģiju uzņēmums Xanadu ziņoja par ievērojamu progresu bozona paraugu ņemšanā, izmantojot optiskās šķiedras cilpas un multipleksēšanu, lai noteiktu vidēji 125 līdz 219 fotonus no 216 izspiestiem režīmiem, apgalvojot, ka ātrums ir 50 miljoni reižu lielāks nekā iepriekšējie eksperimenti. tostarp Google. Šis sasniegums pasvītro kvantu skaitļošanas dinamisko un strauji mainīgo raksturu, dažādām organizācijām izvirzot tehnoloģiju robežas.

Traucējoša ietekme

Tehnoloģiju gigantu un valstu tiekšanās pēc kvantu pārākuma ir kas vairāk nekā sacīkstes par lielīšanās tiesībām; tas ir ceļš uz jaunām skaitļošanas iespējām. Kvantu datori ar to spēju veikt sarežģītus aprēķinus ar ātrumu, kas nav iedomājams ar klasiskajiem datoriem, var novest pie ievērojamiem sasniegumiem dažādās jomās. No laikapstākļu prognozēšanas uzlabošanas līdz zāļu atklāšanas paātrināšanai, potenciālie pielietojumi ir plaši. 

Tomēr kvantu skaitļošanas attīstība rada arī izaicinājumus un bažas. Dažādās pieejas kvantu skaitļošanai, piemēram, Google izmantotās supravadošās mikroshēmas un Ķīnas fotoniskais prototips, liecina, ka vēl nav standartizētas metodes. Šis vienveidības trūkums var radīt saderības problēmas un kavēt sadarbību starp dažādām struktūrām. Turklāt kvantu datoru potenciāls uzlauzt pašreizējās šifrēšanas metodes rada nopietnas bažas par drošību, kas jārisina valdībām un uzņēmumiem.

Nevar nepamanīt arī kvantu pārākuma ģeopolitisko aspektu. Konkurence starp tādām lielvarām kā ASV un Ķīna šajā jomā atspoguļo plašāku cīņu par tehnoloģiju dominējošo stāvokli. Šī sāncensība var veicināt turpmākus ieguldījumus un pētniecību, veicinot izaugsmi saistītajās nozarēs un izglītībā. Tomēr tas rada arī risku radīt tehnoloģiskas plaisas starp valstīm, iespējams, izraisot spriedzi un nelīdzsvarotību globālajā ietekmē. Sadarbība un ētiski apsvērumi kvantu tehnoloģiju izstrādē un ieviešanā būs galvenie, lai nodrošinātu, ka tās ieguvumi tiek plaši un atbildīgi sadalīti.

Kvantu pārākuma sekas 

Plašākas kvantu pārākuma sekas var ietvert:

• Nākotnes biznesa modeļi, izmantojot kvantu datorus, lai nodrošinātu biznesa risinājumus. 
• Kiberdrošības attīstība, kas padarīs esošo šifrēšanu novecojušu un liks pieņemt sarežģītākus kvantu šifrēšanas risinājumus. 
• Farmācijas un ķīmijas uzņēmumu zāļu atklāšanas un ražošanas procesu optimizēšana. 
• Portfeļa optimizācijas procesu uzlabošana, ko izmanto finanšu pakalpojumu uzņēmumi. 
• Radīt lielus efektivitātes uzlabojumus visos uzņēmumos, kas ir atkarīgi no loģistikas, piemēram, mazumtirdzniecībā, piegādes, piegādes un citur. 
• Kvantu tehnoloģija kļūst par nākamo investīciju karsto punktu pēc mākslīgā intelekta, tādējādi radot vairāk jaunuzņēmumu šajā jomā.

Jautājumi, kas jāapsver

• Kvantu datori ir apsolīti četrus gadu desmitus, cik ilgi, jūsuprāt, būs nepieciešams, lai tie tiktu komercializēti?
• Kādas citas nozares varētu saskatīt būtisku ietekmi no kvantu pārākuma piemērošanas?