Гэрэлд суурилсан квант: Квантын тооцооллын гэрэлт ирээдүй

• Зохиогчийн тухай:
• Зохиогчийн нэр

  Quantumrun Foresight
• Хоёрдугаар сарын 26, 2024

Үзэл баримтлалын хураангуй

Гэрэлд суурилсан квант тооцооллын сүүлийн үеийн хөгжил нь тооцооллын технологид шилжиж, уламжлалт аргуудаас хөнгөн бөөмсийг боловсруулахад шилжихийг харуулж байна. Энэхүү шилжилт нь янз бүрийн салбарт асуудлыг илүү үр дүнтэй, хурдан шийдвэрлэх, эрчим хүчний хэрэгцээ багассанаар байгаль орчинд үзүүлэх үр өгөөжийг амлаж байна. Эдгээр дэвшил нь мэдээллийн аюулгүй байдал, хөдөлмөрийн зах зээлийн хувьсал, дэлхийн технологийн өрсөлдөх чадварын талаар чухал асуултуудыг бий болгож байна.

Гэрэлд суурилсан квант контекст

Гэрэлд суурилсан квантын тооцоололд хэд хэдэн хөгжил дэвшил гарч байна. Гэрэлд суурилсан квант тооцоолол буюу фотоник квант тооцоолол нь тооцоолол хийхэд фотон (гэрлийн бөөмс) ашигладаг. Үүний эсрэгээр уламжлалт тооцоолол нь цахилгаан хэлхээ болон битүүдийг ашигладаг. 2023 оны XNUMX-р сард MIT-ийн судлаачид хар тугалга-галидын перовскит нано хэсгүүд нь фотонуудын тогтвортой урсгалыг үүсгэж болохыг олж мэдсэн. Эдгээр материалууд нь хөнгөн жинтэй, үйлдвэрлэхэд хялбар байдгаараа ирээдүйн нарны хавтангуудад ирээдүйтэй төдийгүй шил гэх мэт гадаргуу дээр хялбархан хийж, түрхэх боломжтой тул дэвшилтэт технологийн чадамжаараа бусдаас ялгардаг.

Дараа нь 2023 оны 3.0-р сард Хятадын эрдэмтэд гэрэлд суурилсан шинэ квантын компьютер болох Jiuzhang 255-ыг бүтээж, 2.0 фотон илрүүлж дэлхийн дээд амжилт тогтоосон нь өмнөх Jiuzhang 113-ийн 3.0 фотоноос хол давсан юм. Энэхүү дэвшил нь Jiuzhang 2.0-д Jiuzhang 3.0-ээс сая дахин хурдан гүйцэтгэх боломжийг олгож, квант тооцоололд ашигладаг нийлмэл математик загвар болох Гауссын бозоны түүвэрлэлтийн асуудлыг шийдвэрлэх боломжийг олгодог. Jiuzhang 20 нь хамгийн нарийн төвөгтэй Гауссын бозоны дээжийг ердөө нэг микросекундэд боловсруулах чадвартай бөгөөд дэлхийн хамгийн хурдан суперкомпьютер болох Frontier-д XNUMX тэрбум гаруй жилийн хугацаа шаардагдана. 

Эцэст нь 2024 оны 2030-р сард Японы эрдэмтэд одоогийн гэрэлд суурилсан квант машинуудад шаардлагатай хэт бага температурын хэрэгцээг арилгахад ихээхэн ахиц дэвшил гаргаснаа зарлав. Тэдний нээлт бол XNUMX он гэхэд хүчирхэг квант компьютер бүтээх мэдээлэл дамжуулах өндөр хүчин чадалтай "шахсан гэрлийн" эх үүсвэр юм. Энэхүү бүтээн байгуулалт нь хэт дамжуулагч болон цахиурт суурилсан квант компьютер зэрэг бусад аргуудаас өргөтгөх чадвар, эрчим хүчний хэмнэлтийн давуу талыг санал болгож байна.

Сөрөг нөлөө

Хөнгөнд суурилсан квант тооцооллын дэвшил нь тооцооллын үр ашиг, хурдыг мэдэгдэхүйц сайжруулах төлөвтэй байна. Энэхүү технологийн өрөөний температурт ажиллах чадвар нь нарийн төвөгтэй хөргөлтийн системийн хэрэгцээг багасгаж, байгаль орчинд ээлтэй, зардал багатай болгодог. Үр ашгийг нэмэгдүүлж, үйл ажиллагааны зардлыг бууруулснаар янз бүрийн салбарт квант тооцооллын технологийг өргөнөөр нэвтрүүлэх, хиймэл оюун ухаан, материал судлал, криптографийн судалгаа, хөгжлийг хурдасгах боломжтой.

Хөнгөнд суурилсан квант тооцооллын хөгжил нь дэвшилтэт тооцооллын нөөцөд илүү хурдан бөгөөд боломжийн үнээр хандахад хүргэж болзошгүй юм. Энэхүү өөрчлөлт нь өгөгдлийг хамгаалах илүү боловсронгуй шифрлэлтийн аргуудаар дамжуулан хувийн аюулгүй байдлыг сайжруулахад хүргэж болзошгүй юм. Боловсролын салбарт ийм дэвшил нь оюутан, судлаачдад суралцах, нээлт хийх шинэ хэрэгслээр хангадаг. Нэмж дурдахад энэхүү технологи нь боловсорч гүйцсэнээр квант тооцоолол болон холбогдох салбарт шинэ ажлын байр, карьерын замыг бий болгож чадна.

Засгийн газрууд эдгээр хөгжлийг шинжлэх ухаан, технологийн үндэсний чадавхийг нэмэгдүүлэх боломж гэж үзэх болно. Хөнгөнд суурилсан квант тооцоололд хөрөнгө оруулалт хийх нь тухайн улсын өндөр технологийн аж үйлдвэр, судалгаа шинжилгээний салбарт өрсөлдөх чадварыг нэмэгдүүлнэ. Энэхүү технологи нь дэвшилтэт тооцоолох чадвараас үүдэлтэй шинэ сорилтуудыг шийдвэрлэхийн тулд зохицуулалтын тогтолцоог, ялангуяа өгөгдлийн аюулгүй байдлын талаар шинэчлэхийг шаарддаг. Цаашилбал, засгийн газрууд гэрэлд суурилсан квант тооцооллын боломжийг бүрэн ашиглахын тулд академи, үйлдвэрлэл, судалгааны байгууллагуудын хоорондын түншлэлийг дэмжих шаардлагатай байж магадгүй юм.

Гэрэлд суурилсан квантуудын үр дагавар

Гэрэлд суурилсан квантуудын өргөн хүрээний үр дагавар нь дараахь зүйлийг агуулж болно. 

• Судалгааны салбар дахь тооцооллын чадавхийг сайжруулснаар цаг уурын загварчлал, өвчний судалгааны үр дүнг илүү хурдан, үнэн зөв гаргахад хүргэсэн.
• Шинэ материал, эмийн нээлт, хөгжлийг хурдасгаж, тэдгээрийг зах зээлд гаргах цаг, зардлыг бууруулсан.
• Квант тэсвэртэй шифрлэлтийн аргуудын эрэлт нэмэгдэж, кибер аюулгүй байдлын хөрөнгө оруулалт нэмэгдэж, өгөгдөл хамгаалах технологийн шинэчлэлтийг бий болгож байна.
• Боловсролын төвлөрлийг квант тооцоолол болон холбогдох салбарууд руу шилжүүлж, шинээр гарч ирж буй технологид суралцах шинэ боломж, ажил мэргэжлийн замыг бий болгож байна.
• Засгийн газрууд квант тооцооллын дэд бүтэц, боловсролд хөрөнгө оруулалт хийж, дэлхийн технологийн манлайлалд өрсөлдөх давуу талыг олж авахыг зорьж байна.
• Улс орнууд квантын тооцооллын чадавхаараа ноёрхохын төлөө өрсөлдөж буй геополитикийн динамикийн өөрчлөлт нь шинэ эвсэл, өрсөлдөөнд хүргэж болзошгүй юм.
• Өндөр түвшний тооцооллын нөөцийг ардчилсан болгож, жижиг бизнес, судалгааны байгууллагуудыг томоохон аж ахуйн нэгжүүдтэй өрсөлдөх боломжийг олгодог.
• Эрчим хүчний хэмнэлттэй, байгаль орчинд ээлтэй тооцооллын аргууд нэмэгдэж, технологийн салбарт нүүрстөрөгчийн ул мөрийг багасгахад хувь нэмэр оруулав.
• Дэвшилтэт оновчлол, урьдчилан таамаглах загварчлалын чадавхийн ачаар санхүү, ложистик зэрэг салбар дахь бизнесийн загварыг өөрчлөх.
• Тооцооллын дэвшилтэт чадвараас үүдэлтэй хууль эрх зүй, ёс зүйн сорилтууд нь шинэ зохицуулалт, засаглалын бүтцийг шаарддаг.

Анхаарах асуултууд

• Төрөл бүрийн салбаруудад гэрэлд суурилсан квант тооцооллыг нэгтгэх нь хөдөлмөрийн зах зээлийг хэрхэн өөрчлөх вэ?
• Квантын тооцооллын дэвшил дэлхийн мэдээллийн аюулгүй байдалд ямар байдлаар нөлөөлж болох вэ?