Quantum Supremacy: Databehandlingsløsningen som kan løse problemer med kvantehastigheter

• Forfatter:
• forfatternavn

  Quantumrun Foresight
• Mars 20, 2022

Oppsummering av innsikt

Kvantedatabehandling, som bruker qubits som kan eksistere samtidig som både 0 og 1, åpner dører for å løse beregningsproblemer med hastigheter langt utover klassiske datamaskiner. Denne teknologien har potensial til å transformere industrier ved å muliggjøre komplekse prognoser, knekke kryptografiske koder og til og med replikere biologiske interaksjoner. Jakten på kvanteoverlegenhet har ført til bemerkelsesverdig fremgang, inkludert betydelige fremskritt innen bosonprøvetaking, men reiser også utfordringer som kompatibilitetsproblemer, sikkerhetsproblemer og geopolitiske hensyn.

Kontekst for kvanteoverherredømme

En kvantedatamaskins maskinspråk gjør bruk av qubits som samtidig eksisterer som både en 0 og en 1 for å utforske alle mulige stier, og potensielt løse for visse typer beregningsproblemer størrelser raskere enn klassiske datamaskiner. Konseptet bak sistnevnte tilnærming er kjent som kvanteberegning. Kvanteoverlegenhet, ellers kjent som kvantefordel, er et mål for kvanteberegningsfeltet som har som mål å bygge en programmerbar kvantedatamaskin som kan løse problemer som en klassisk datamaskin ikke ville være i stand til å løse. Der klassiske datamaskiner bruker biter, bruker kvantedatamaskiner qubits som den grunnleggende informasjonsenheten.

Med superposisjonsprinsippet kan to qubits eksistere i to forskjellige posisjoner samtidig. Kvantealgoritmer utnytter et konsept kalt kvantesammenfiltring for å perfekt korrelere qubits, noe som gjør det mulig for en kvantedatamaskin å demonstrere sin overlegenhet. Disse datamaskinene kan være i stand til å knekke kryptografiske koder, replikere biologiske og kjemiske interaksjoner, samt utføre uhyre komplekse prognose- og budsjettfunksjoner på tvers av et bredt spekter av industriapplikasjoner. 

Quantum supremacy har sett bemerkelsesverdig fremgang, med et av de siste gjennombruddene fra Xanadu. I juni 2022 rapporterte det kanadiske kvanteteknologifirmaet Xanadu et betydelig fremskritt innen bosonsampling, ved å bruke sløyfer av optisk fiber og multipleksing for å detektere et gjennomsnitt på 125 opptil 219 fotoner fra 216 klemte moduser, og hevder en hastighetsøkning 50 millioner ganger større enn tidligere eksperimenter, inkludert Googles. Denne prestasjonen understreker den dynamiske og raskt utviklende naturen til kvantedatabehandling, med ulike organisasjoner som presser grensene for teknologi.

Forstyrrende påvirkning

Jakten på kvanteoverherredømme av teknologigiganter og nasjoner er mer enn et kappløp for skryterettigheter; det er en vei til nye beregningsmuligheter. Kvantedatamaskiner, med deres evne til å utføre komplekse beregninger med hastigheter som er ufattelige med klassiske datamaskiner, kan føre til betydelige fremskritt på ulike felt. Fra å forbedre værforutsigelser til å akselerere medikamentoppdagelse, de potensielle bruksområdene er enorme. 

Utviklingen av kvantedatabehandling gir imidlertid også utfordringer og bekymringer. De forskjellige tilnærmingene til kvanteberegning, som Googles bruk av superledende brikker og Kinas fotoniske prototype, indikerer at det ikke finnes noen standardisert metode ennå. Denne mangelen på enhetlighet kan føre til kompatibilitetsproblemer og hindre samarbeid mellom ulike enheter. Dessuten reiser kvantedatamaskiners potensiale til å knekke gjeldende krypteringsmetoder alvorlige sikkerhetsproblemer som myndigheter og virksomheter må ta tak i.

Det geopolitiske aspektet ved kvanteoverlegenhet kan heller ikke overses. Konkurransen mellom supermakter som USA og Kina på dette feltet reflekterer en bredere kamp for teknologisk dominans. Denne rivaliseringen kan drive ytterligere investeringer og forskning, fremme vekst i relaterte bransjer og utdanning. Imidlertid utgjør det også en risiko for å skape teknologiske skiller mellom nasjoner, som muligens kan føre til spenninger og ubalanser i global innflytelse. Samarbeid og etiske hensyn ved utvikling og distribusjon av kvanteteknologi vil være nøkkelen til å sikre at fordelene deles bredt og ansvarlig.

Implikasjoner av kvanteoverlegenhet 

Større implikasjoner av kvanteoverlegenhet kan omfatte:

• Fremtidige forretningsmodeller som bruker kvantedatamaskiner for å tilby forretningsløsninger. 
• En utvikling innen cybersikkerhet som vil gjøre eksisterende kryptering foreldet og tvinge til å ta i bruk mer komplekse kvantekrypteringsløsninger. 
• Optimalisering av legemiddeloppdagelsen og produksjonsprosessene til farmasøytiske og kjemiske selskaper. 
• Forbedre porteføljeoptimaliseringsprosesser brukt av finansielle tjenesteselskaper. 
• Genererer effektivitetsgevinster i alle virksomheter som er avhengige av logistikk, for eksempel detaljhandel, levering, frakt og mer. 
• Kvanteteknologi blir neste investeringshotspot etter kunstig intelligens, noe som fører til flere startups på dette feltet.

Spørsmål å vurdere

• Kvantedatamaskiner har blitt lovet i fire tiår, hvor lang tid tror du det vil ta før de kommersialiseres?
• Hvilke andre bransjer kan se betydelige konsekvenser av anvendelsen av kvanteoverlegenhet?