Quantum Supremacy: Penyelesaian pengkomputeran yang boleh menyelesaikan masalah pada kelajuan kuantum

• Pengarang
• Nama pengarang

  Quantumrun Foresight
• Mac 20, 2022

Ringkasan cerapan

Pengkomputeran kuantum, menggunakan qubit yang boleh wujud serentak sebagai 0 dan 1, membuka pintu untuk menyelesaikan masalah pengiraan pada kelajuan yang jauh melebihi komputer klasik. Teknologi ini berpotensi untuk mengubah industri dengan mendayakan ramalan yang kompleks, memecahkan kod kriptografi, dan juga mereplikasi interaksi biologi. Mengejar ketuanan kuantum telah membawa kepada kemajuan yang luar biasa, termasuk kemajuan ketara dalam pensampelan boson, tetapi juga menimbulkan cabaran seperti isu keserasian, kebimbangan keselamatan dan pertimbangan geopolitik.

Konteks ketuanan kuantum

Bahasa mesin komputer kuantum menggunakan qubit yang wujud secara serentak sebagai 0 dan 1 untuk meneroka semua laluan yang mungkin, yang berpotensi menyelesaikan jenis masalah pengiraan tertentu lebih cepat daripada komputer klasik. Konsep di sebalik pendekatan yang terakhir dikenali sebagai pengkomputeran kuantum. Ketuanan kuantum, atau dikenali sebagai kelebihan kuantum, ialah matlamat bidang pengkomputeran kuantum yang bertujuan untuk membina komputer kuantum boleh atur cara yang boleh menyelesaikan masalah yang komputer klasik tidak dapat menyelesaikannya. Di mana komputer klasik menggunakan bit, komputer kuantum menggunakan qubit sebagai unit asas maklumat.

Dengan prinsip superposisi, dua qubit boleh wujud dalam dua kedudukan berbeza pada masa yang sama. Algoritma kuantum mengeksploitasi konsep yang dipanggil kuantum entanglement untuk mengaitkan qubit dengan sempurna, membolehkan komputer kuantum menunjukkan keunggulannya. Komputer ini berkemampuan untuk memecahkan kod kriptografi, mereplikasi interaksi biologi dan kimia, serta melaksanakan fungsi ramalan dan belanjawan yang sangat kompleks merentas pelbagai aplikasi industri. 

Ketuanan kuantum telah menyaksikan kemajuan yang luar biasa, dengan salah satu penemuan terbaru datang dari Xanadu. Pada Jun 2022, firma teknologi kuantum Kanada Xanadu melaporkan kemajuan ketara dalam pensampelan boson, menggunakan gelung gentian optik dan pemultipleksan untuk mengesan min 125 hingga 219 foton daripada 216 mod terperah, mendakwa kelajuan 50 juta kali lebih besar daripada eksperimen sebelumnya, termasuk Google. Pencapaian ini menekankan sifat pengkomputeran kuantum yang dinamik dan berkembang pesat, dengan pelbagai organisasi menolak sempadan teknologi.

Kesan yang mengganggu

Mengejar ketuanan kuantum oleh gergasi teknologi dan negara adalah lebih daripada perlumbaan untuk hak bermegah; ia adalah laluan kepada kemungkinan pengiraan baharu. Komputer kuantum, dengan keupayaannya untuk melakukan pengiraan yang kompleks pada kelajuan yang tidak dapat dibayangkan dengan komputer klasik, boleh membawa kepada kemajuan yang ketara dalam pelbagai bidang. Daripada meningkatkan ramalan cuaca kepada mempercepatkan penemuan dadah, aplikasi yang berpotensi adalah luas. 

Walau bagaimanapun, pembangunan pengkomputeran kuantum juga membawa cabaran dan kebimbangan. Pendekatan yang berbeza untuk pengkomputeran kuantum, seperti penggunaan cip superkonduktor Google dan prototaip fotonik China, menunjukkan bahawa tiada kaedah piawai lagi. Kekurangan keseragaman ini boleh membawa kepada isu keserasian dan menghalang kerjasama antara entiti yang berbeza. Selain itu, potensi komputer kuantum untuk memecahkan kaedah penyulitan semasa menimbulkan kebimbangan keselamatan yang serius yang perlu ditangani oleh kerajaan dan perniagaan.

Aspek geopolitik ketuanan kuantum juga tidak boleh diabaikan. Persaingan antara kuasa besar seperti AS dan China dalam bidang ini mencerminkan perjuangan yang lebih luas untuk penguasaan teknologi. Persaingan ini mungkin memacu pelaburan dan penyelidikan selanjutnya, memupuk pertumbuhan dalam industri dan pendidikan berkaitan. Walau bagaimanapun, ia juga menimbulkan risiko mewujudkan jurang teknologi antara negara, mungkin membawa kepada ketegangan dan ketidakseimbangan dalam pengaruh global. Kerjasama dan pertimbangan etika dalam pembangunan dan penggunaan teknologi kuantum akan menjadi kunci untuk memastikan manfaatnya dikongsi secara meluas dan bertanggungjawab.

Implikasi ketuanan kuantum 

Implikasi yang lebih luas daripada ketuanan kuantum mungkin termasuk:

• Model perniagaan masa depan menggunakan komputer kuantum untuk menyediakan penyelesaian perniagaan. 
• Evolusi dalam keselamatan siber yang akan menjadikan penyulitan sedia ada usang dan memaksa penggunaan penyelesaian penyulitan kuantum yang lebih kompleks. 
• Mengoptimumkan penemuan ubat dan proses pembuatan syarikat farmaseutikal dan kimia. 
• Meningkatkan proses pengoptimuman portfolio yang digunakan oleh syarikat perkhidmatan kewangan. 
• Menjana magnitud kecekapan dalam semua perniagaan yang bergantung pada logistik, cth, runcit, penghantaran, penghantaran dan banyak lagi. 
• Teknologi kuantum menjadi hotspot pelaburan seterusnya selepas kecerdasan buatan, membawa kepada lebih banyak syarikat pemula dalam bidang ini.

Soalan yang perlu dipertimbangkan

• Komputer kuantum telah dijanjikan selama empat dekad, pada pendapat anda berapa lama masa yang diperlukan untuk dikomersialkan?
• Apakah industri lain yang mungkin melihat kesan ketara daripada penerapan ketuanan kuantum?