Quantum Supremacy: de computeroplossing die problemen met kwantumsnelheden kan oplossen

• Auteur:
• auteursnaam

  Quantumrun-prognose
• 20 maart 2022

Samenvatting inzicht

Kwantumcomputing, waarbij gebruik wordt gemaakt van qubits die tegelijkertijd als 0 en 1 kunnen bestaan, opent deuren voor het oplossen van rekenproblemen met snelheden die veel verder gaan dan die van klassieke computers. Deze technologie heeft het potentieel om industrieën te transformeren door complexe voorspellingen mogelijk te maken, cryptografische codes te kraken en zelfs biologische interacties te repliceren. Het streven naar kwantumsuprematie heeft tot opmerkelijke vooruitgang geleid, waaronder aanzienlijke vooruitgang op het gebied van bosonbemonstering, maar brengt ook uitdagingen met zich mee zoals compatibiliteitsproblemen, veiligheidsproblemen en geopolitieke overwegingen.

Kwantum suprematie context

De machinetaal van een kwantumcomputer maakt gebruik van qubits die tegelijkertijd bestaan ​​als zowel een 0 als een 1 om alle mogelijke paden te verkennen, waardoor bepaalde soorten rekenproblemen mogelijk sneller kunnen worden opgelost dan klassieke computers. Het concept achter deze laatste benadering staat bekend als quantum computing. Kwantumsuprematie, ook wel bekend als kwantumvoordeel, is een doel van het kwantumcomputerveld dat tot doel heeft een programmeerbare kwantumcomputer te bouwen die problemen kan oplossen die een klassieke computer niet zou kunnen oplossen. Waar klassieke computers bits gebruiken, gebruiken kwantumcomputers qubits als basiseenheid van informatie.

Dankzij het superpositieprincipe kunnen twee qubits tegelijkertijd op twee verschillende posities bestaan. Kwantumalgoritmen maken gebruik van een concept dat kwantumverstrengeling wordt genoemd om qubits perfect te correleren, waardoor een kwantumcomputer zijn suprematie kan aantonen. Deze computers zouden in staat kunnen zijn cryptografische codes te kraken, biologische en chemische interacties te repliceren en enorm complexe voorspellings- en budgetteringsfuncties uit te voeren voor een breed scala aan industriële toepassingen. 

De quantum-suprematie heeft opmerkelijke vooruitgang geboekt, met een van de nieuwste doorbraken afkomstig van Xanadu. In juni 2022 rapporteerde het Canadese kwantumtechnologiebedrijf Xanadu een aanzienlijke vooruitgang op het gebied van bosonbemonstering, waarbij gebruik werd gemaakt van lussen van optische vezels en multiplexing om gemiddeld 125 tot 219 fotonen uit 216 samengedrukte modi te detecteren, waarbij een versnelling werd geclaimd die 50 miljoen keer groter was dan bij eerdere experimenten. inclusief die van Google. Deze prestatie onderstreept het dynamische en snel evoluerende karakter van quantum computing, waarbij verschillende organisaties de grenzen van de technologie verleggen.

Disruptieve impact

Het nastreven van kwantumsuprematie door technologiegiganten en naties is meer dan een race om opscheppen; het is een weg naar nieuwe computationele mogelijkheden. Kwantumcomputers, met hun vermogen om complexe berekeningen uit te voeren met snelheden die ondenkbaar zijn met klassieke computers, kunnen tot aanzienlijke vooruitgang op verschillende gebieden leiden. Van het verbeteren van weersvoorspellingen tot het versnellen van de ontdekking van medicijnen: de potentiële toepassingen zijn enorm. 

De ontwikkeling van quantum computing brengt echter ook uitdagingen en zorgen met zich mee. De verschillende benaderingen van quantum computing, zoals het gebruik van supergeleidende chips door Google en het fotonische prototype van China, geven aan dat er nog geen gestandaardiseerde methode bestaat. Dit gebrek aan uniformiteit kan leiden tot compatibiliteitsproblemen en de samenwerking tussen verschillende entiteiten belemmeren. Bovendien leidt het potentieel van kwantumcomputers om de huidige encryptiemethoden te kraken tot ernstige veiligheidsproblemen die overheden en bedrijven moeten aanpakken.

Ook het geopolitieke aspect van kwantumsuprematie mag niet over het hoofd worden gezien. De concurrentie tussen supermachten als de VS en China op dit gebied weerspiegelt een bredere strijd om technologische dominantie. Deze rivaliteit kan verdere investeringen en onderzoek stimuleren, waardoor de groei in aanverwante industrieën en onderwijs wordt bevorderd. Het brengt echter ook het risico met zich mee dat er technologische kloof tussen landen ontstaat, wat mogelijk kan leiden tot spanningen en onevenwichtigheden in de mondiale invloed. Samenwerking en ethische overwegingen bij de ontwikkeling en inzet van kwantumtechnologie zullen van cruciaal belang zijn om ervoor te zorgen dat de voordelen ervan breed en op verantwoorde wijze worden gedeeld.

Implicaties van kwantumsuprematie 

Bredere implicaties van kwantumsuprematie kunnen zijn:

• Toekomstige bedrijfsmodellen die kwantumcomputers gebruiken om zakelijke oplossingen te bieden. 
• Een evolutie in cyberbeveiliging die bestaande encryptie overbodig zal maken en de acceptatie van complexere kwantumencryptieoplossingen zal afdwingen. 
• Het optimaliseren van de drug discovery en productieprocessen van farmaceutische en chemische bedrijven. 
• Verbetering van portfolio-optimalisatieprocessen die worden gebruikt door financiële dienstverleners. 
• Het genereren van enorme efficiëntie in alle bedrijven die afhankelijk zijn van logistiek, bijvoorbeeld detailhandel, bezorging, verzending en meer. 
• Kwantumtechnologie wordt na kunstmatige intelligentie de volgende investeringshotspot, wat leidt tot meer startups op dit gebied.

Vragen om te overwegen

• Quantumcomputers zijn al vier decennia beloofd, hoe lang denk je dat het zal duren voordat ze gecommercialiseerd worden?
• Welke andere industrieën zouden significante gevolgen kunnen zien van de toepassing van kwantumsuprematie?