Quantum jako usługa: kwantowy skok w budżecie

• Autor:
• nazwisko autora

  Foresight Quantumrun
• 10 kwietnia 2024 r.

Podsumowanie spostrzeżeń

Quantum-as-a-Service (QaaS) zmienia dostęp do obliczeń kwantowych, czyniąc je niedrogimi i dostępnymi dla użytkowników do eksperymentowania z zaawansowanymi algorytmami kwantowymi bez ponoszenia wysokich kosztów posiadania sprzętu. Wykorzystując chmurę, QaaS umożliwia komputerom kwantowym rozwiązywanie złożonych problemów poprzez jednoczesne badanie wszystkich możliwych rozwiązań. Ta zmiana obiecuje znaczny postęp w odkrywaniu leków, cyberbezpieczeństwie i badaniach klimatycznych, choć stanowi dla nas również wyzwanie w zakresie wypełnienia pogłębiającej się luki w umiejętnościach technicznych i zajęcia się potencjalnymi zagrożeniami dla cyberbezpieczeństwa.

Kontekst Quantum jako usługi

QaaS wykorzystuje model podobny do oprogramowania jako usługi (SaaS), demokratyzując dostęp do obliczeń kwantowych i umożliwiając użytkownikom eksperymentowanie z kubitami i algorytmami kwantowymi bez ponoszenia zaporowych kosztów posiadania sprzętu kwantowego. Warto zauważyć, że obliczenia kwantowe wykraczają poza tradycyjne obliczenia binarne, wykorzystując kubity, które mogą jednocześnie znajdować się w wielu stanach i stanowią obiecujący postęp w sztucznej inteligencji (AI) i inteligencji ogólnej (AGI). Pomimo ugruntowanych teoretycznych i operacyjnych podstaw obliczeń kwantowych, wysokie koszty związane z aplikacjami biznesowymi pozostają barierą, którą QaaS stara się obniżyć, zapewniając platformę chmurową do opłacalnych eksperymentów na żądanie.

W przeciwieństwie do klasycznych komputerów, które przetwarzają zadania sekwencyjnie, komputery kwantowe wykorzystują algorytmy kwantowe, które manipulują prawdopodobieństwami poprzez superpozycję i splątanie, oferując nowatorskie podejście do rozwiązywania problemów. Możliwości te umożliwiają komputerom kwantowym równoległe badanie wszystkich możliwych rozwiązań problemu, co czyni je wyjątkowo dostosowanymi do zadań wykraczających poza zasięg tradycyjnego przetwarzania komputerowego. Praktyczne zastosowania obliczeń kwantowych zależą jednak od opracowania i udoskonalenia algorytmów kwantowych, w przypadku których można dostosować określone parametry, aby wpłynąć na wyniki.

Ewolucję QaaS charakteryzują usługi eksperymentalne, zarówno z sektora komercyjnego, jak i akademickiego, których celem jest wykorzystanie potencjału obliczeń kwantowych do różnych zastosowań. Na przykład Amazon Braket służy jako pomost między programistami a sprzętem kwantowym, udostępniając narzędzia do projektowania obwodów kwantowych i łączenia się z procesorami kwantowymi. Tymczasem Quantum Inspire koncentruje się na obliczeniach kwantowych typu full-stack, oferując kompleksową platformę do odkrywania możliwości obliczeń kwantowych. Zmiany te odzwierciedlają szerszą tendencję w kierunku integracji obliczeń kwantowych z usługami w chmurze, przy założeniu, że subskrypcja usług kwantowych stanie się tak samo powszechna, jak tradycyjne usługi w chmurze.

Zakłócający wpływ

W przypadku osób fizycznych, zwłaszcza zajmujących się badaniami naukowymi i analizą danych, dostęp do zasobów obliczeń kwantowych mógłby znacznie przyspieszyć tempo odkryć i innowacji. Złożone problemy z zakresu farmakologii, materiałoznawstwa i modelowania klimatu mogą zostać rozwiązane w ułamku wymaganego czasu. Jednakże luka w umiejętnościach technicznych może się pogłębić, gdy zapotrzebowanie na wiedzę kwantową stanie się krytyczne, co potencjalnie pozostawi w tyle tych, którzy nie będą w stanie dotrzymać kroku szybkiemu postępowi.

Instytucje finansowe mogłyby wykorzystywać algorytmy kwantowe do dokładniejszej i szybszej analizy ryzyka, optymalizacji portfela i wykrywania oszustw. Tendencja ta może również pobudzić rozwój nowych produktów i usług wykorzystujących unikalne możliwości obliczeń kwantowych, takich jak technologie bezpiecznej komunikacji. Jednak przejście to może wiązać się ze znaczącymi wyzwaniami, w tym znacznymi inwestycjami w szkolenia i możliwością zwiększenia zagrożeń dla cyberbezpieczeństwa, ponieważ obliczenia kwantowe mogą sprawić, że obecne metody szyfrowania staną się przestarzałe.

W odpowiedzi na konsekwencje QaaS rządy mogą być zmuszone do ponownej oceny swoich polityk i przepisów. Może rozpocząć się wyścig w zakresie wykorzystania obliczeń kwantowych na rzecz bezpieczeństwa narodowego i konkurencyjności gospodarczej, co wywoła dyskusję na temat etycznego wykorzystania takiej technologii. Może zaistnieć potrzeba współpracy międzynarodowej w celu ustalenia standardów i protokołów zapewniających bezpieczne i sprawiedliwe wykorzystanie zasobów obliczeń kwantowych, zapobiegając przepaści cyfrowej w skali globalnej. Lokalnie rządy mogą skoncentrować się na promowaniu edukacji i rozwoju siły roboczej, aby przygotować się na przyszłość napędzaną technologiami kwantowymi. 

Implikacje kwantowości jako usługi

Szersze implikacje QaaS mogą obejmować: 

• Ulepszone procesy odkrywania leków, skracające czas i koszty wprowadzania nowych leków na rynek, obniżające koszty opieki zdrowotnej.
• Zwiększone zagrożenia dla cyberbezpieczeństwa w miarę postępu obliczeń kwantowych, wymagające aktualizacji technologii szyfrowania w celu ochrony wrażliwych informacji.
• Przyspieszenie badań nad zmianą klimatu, umożliwiające dokładniejsze i aktualne przewidywania, które pomogą w kształtowaniu polityki i wysiłkach na rzecz ochrony środowiska.
• Rządy wdrażające przepisy zapewniające etyczne wykorzystanie obliczeń kwantowych w inwigilacji i gromadzeniu danych w celu ochrony prywatności obywateli.
• Zmiany na rynkach finansowych w wyniku ulepszonych algorytmów handlu i oceny ryzyka, co może prowadzić do bardziej stabilnych gospodarek.
• Gwałtowny wzrost liczby patentów na obliczenia kwantowe prowadzący do batalii prawnych o prawa własności intelektualnej i kontrolę technologii.
• W miarę zwiększania się skali obliczeń kwantowych pojawiają się obawy dotyczące zużycia energii, co skłania do badań nad bardziej zrównoważonymi technologiami kwantowymi.
• Rewitalizacja branż opóźnionych w transformacji cyfrowej, ponieważ obliczenia kwantowe oferują rozwiązania długotrwałych wyzwań w logistyce, produkcji i zarządzaniu łańcuchem dostaw.

Pytania do rozważenia

• W jaki sposób obliczenia kwantowe mogą zmienić Twoją obecną pracę lub przyszłe możliwości kariery?
• Jakie potencjalne wyzwania i możliwości stwarza dla systemów edukacji demokratyzacja obliczeń kwantowych?