Supremația cuantică: soluția de calcul care poate rezolva probleme la viteze cuantice

• Autor:
• Numele autorului

  Previziune Quantumrun
• Martie 20, 2022

Rezumat perspectivă

Calculul cuantic, folosind qubiți care pot exista simultan ca 0 și 1, deschide porți pentru rezolvarea problemelor de calcul la viteze mult peste computerele clasice. Această tehnologie are potențialul de a transforma industriile, permițând previziuni complexe, spargerea codurilor criptografice și chiar replicarea interacțiunilor biologice. Căutarea supremației cuantice a condus la progrese remarcabile, inclusiv progrese semnificative în eșantionarea bosonilor, dar ridică și provocări precum probleme de compatibilitate, preocupări de securitate și considerații geopolitice.

Contextul supremației cuantice

Limbajul mașină al unui computer cuantic folosește qubiții care există simultan atât ca 0, cât și ca 1 pentru a explora toate căile posibile, rezolvând posibil anumite tipuri de probleme de calcul cu magnitudini mai rapide decât calculatoarele clasice. Conceptul din spatele acestei din urmă abordări este cunoscut sub numele de calcul cuantic. Supremația cuantică, cunoscută și sub denumirea de avantaj cuantic, este un obiectiv al domeniului de calcul cuantic care își propune să construiască un computer cuantic programabil care să poată rezolva probleme pe care un computer clasic nu le-ar putea rezolva. Acolo unde computerele clasice folosesc biți, computerele cuantice folosesc qubiții ca unitate de bază a informațiilor.

Cu principiul suprapunerii, doi qubiți pot exista în două poziții diferite în același timp. Algoritmii cuantici exploatează un concept numit entanglement cuantic pentru a corela perfect qubiții, permițând unui computer cuantic să-și demonstreze supremația. Aceste computere ar putea fi capabile să spargă coduri criptografice, să reproducă interacțiunile biologice și chimice, precum și să realizeze funcții de prognoză și bugetare extrem de complexe într-o gamă largă de aplicații industriale. 

Supremația cuantică a înregistrat progrese remarcabile, una dintre cele mai recente descoperiri venind de la Xanadu. În iunie 2022, firma canadiană de tehnologie cuantică Xanadu a raportat un progres semnificativ în eșantionarea bosonilor, folosind bucle de fibră optică și multiplexare pentru a detecta o medie de 125 până la 219 fotoni din 216 moduri comprimate, susținând o viteză de 50 de milioane de ori mai mare decât experimentele anterioare. inclusiv de la Google. Această realizare subliniază natura dinamică și în evoluție rapidă a calculului cuantic, diverse organizații împingând granițele tehnologiei.

Impact perturbator

Urmărirea supremației cuantice de către giganții și națiunile tehnologice este mai mult decât o cursă pentru drepturi de lăudare; este o cale către noi posibilități de calcul. Calculatoarele cuantice, cu capacitatea lor de a efectua calcule complexe la viteze de neimaginat cu computerele clasice, pot duce la progrese semnificative în diferite domenii. De la îmbunătățirea predicției vremii până la accelerarea descoperirii de medicamente, aplicațiile potențiale sunt vaste. 

Cu toate acestea, dezvoltarea calculului cuantic aduce și provocări și preocupări. Diferitele abordări ale calculului cuantic, cum ar fi utilizarea de către Google a cipurilor supraconductoare și prototipul fotonic al Chinei, indică faptul că nu există încă o metodă standardizată. Această lipsă de uniformitate poate duce la probleme de compatibilitate și poate împiedica colaborarea între diferite entități. În plus, potențialul computerelor cuantice de a sparge metodele actuale de criptare ridică serioase preocupări de securitate pe care guvernele și întreprinderile trebuie să le abordeze.

Nici aspectul geopolitic al supremației cuantice nu poate fi trecut cu vederea. Competiția dintre superputeri precum SUA și China în acest domeniu reflectă o luptă mai largă pentru dominația tehnologică. Această rivalitate poate conduce la investiții și cercetări suplimentare, stimulând creșterea în industriile și educația conexe. Cu toate acestea, prezintă și riscul de a crea diviziuni tehnologice între națiuni, ceea ce poate duce la tensiuni și dezechilibre în influența globală. Cooperarea și considerentele etice în dezvoltarea și implementarea tehnologiei cuantice vor fi esențiale pentru a garanta că beneficiile acesteia sunt împărțite pe scară largă și responsabil.

Implicații ale supremației cuantice 

Implicațiile mai largi ale supremației cuantice pot include:

• Viitoarele modele de afaceri care folosesc computere cuantice pentru a oferi soluții de afaceri. 
• O evoluție a securității cibernetice care va face ca criptarea existentă să fie depășită și va forța adoptarea unor soluții de criptare cuantică mai complexe. 
• Optimizarea proceselor de descoperire și fabricație a medicamentelor din companiile farmaceutice și chimice. 
• Îmbunătățirea proceselor de optimizare a portofoliului utilizate de companiile de servicii financiare. 
• Generarea de mărimi de eficiență în toate afacerile care depind de logistică, de exemplu, comerțul cu amănuntul, livrarea, expedierea și multe altele. 
• Tehnologia cuantică devenind următorul hotspot de investiții după inteligența artificială, ceea ce duce la mai multe startup-uri în acest domeniu.

Întrebări de luat în considerare

• Calculatoarele cuantice au fost promise de patru decenii, cât timp credeți că va dura până când acestea vor fi comercializate?
• Ce alte industrii ar putea vedea impacturi semnificative din aplicarea supremației cuantice?