Квантовое превосходство: вычислительное решение, способное решать проблемы на квантовых скоростях.

• Автор:
• Имя автора

  Квантумран Форсайт
• 20 марта 2022

Сводка статистики

Квантовые вычисления, использующие кубиты, которые могут существовать одновременно как 0 и 1, открывают двери для решения вычислительных задач на скоростях, значительно превосходящих классические компьютеры. Эта технология потенциально способна трансформировать отрасли, позволяя выполнять сложное прогнозирование, взламывать криптографические коды и даже воспроизводить биологические взаимодействия. Стремление к квантовому превосходству привело к замечательному прогрессу, включая значительные достижения в области отбора бозонов, но также поднимает такие проблемы, как проблемы совместимости, проблемы безопасности и геополитические соображения.

Контекст квантового превосходства

Машинный язык квантового компьютера использует кубиты, которые одновременно существуют как 0, так и 1, для исследования всех возможных путей, потенциально решая определенные типы вычислительных задач быстрее, чем классические компьютеры. Концепция, лежащая в основе последнего подхода, известна как квантовые вычисления. Квантовое превосходство, также известное как квантовое преимущество, — это цель области квантовых вычислений, целью которой является создание программируемого квантового компьютера, способного решать проблемы, которые классический компьютер не смог бы решить. Там, где классические компьютеры используют биты, квантовые компьютеры используют кубиты в качестве базовой единицы информации.

Благодаря принципу суперпозиции два кубита могут одновременно находиться в двух разных положениях. Квантовые алгоритмы используют концепцию, называемую квантовой запутанностью, для идеальной корреляции кубитов, позволяя квантовому компьютеру продемонстрировать свое превосходство. Эти компьютеры смогут взламывать криптографические коды, воспроизводить биологические и химические взаимодействия, а также выполнять чрезвычайно сложные функции прогнозирования и составления бюджета в широком спектре промышленных приложений. 

Квантовое превосходство достигло значительного прогресса, и одним из последних прорывов стал Ксанаду. В июне 2022 года канадская компания по квантовым технологиям Xanadu сообщила о значительном прогрессе в отборе бозонов, используя петли оптического волокна и мультиплексирование для обнаружения в среднем от 125 до 219 фотонов из 216 сжатых мод, заявив об ускорении в 50 миллионов раз больше, чем в предыдущих экспериментах. включая Google. Это достижение подчеркивает динамичный и быстро развивающийся характер квантовых вычислений: различные организации расширяют границы технологий.

Разрушительное воздействие

Стремление технологических гигантов и стран к квантовому превосходству — это больше, чем просто гонка за хвастовство; это путь к новым вычислительным возможностям. Квантовые компьютеры с их способностью выполнять сложные вычисления со скоростью, невообразимой для классических компьютеров, могут привести к значительному прогрессу в различных областях. Потенциальные применения огромны: от улучшения прогнозирования погоды до ускорения разработки лекарств. 

Однако развитие квантовых вычислений также приносит проблемы и проблемы. Различные подходы к квантовым вычислениям, такие как использование Google сверхпроводящих чипов и фотонный прототип в Китае, указывают на то, что стандартизированного метода пока не существует. Отсутствие единообразия может привести к проблемам совместимости и препятствовать сотрудничеству между различными организациями. Более того, потенциал квантовых компьютеров для взлома существующих методов шифрования вызывает серьезные проблемы безопасности, которые правительствам и предприятиям необходимо решать.

Нельзя упускать из виду и геополитический аспект квантового превосходства. Конкуренция между сверхдержавами, такими как США и Китай, в этой области отражает более широкую борьбу за технологическое доминирование. Это соперничество может стимулировать дальнейшие инвестиции и исследования, способствуя росту смежных отраслей и образования. Однако это также создает риск создания технологического разрыва между странами, что может привести к напряженности и дисбалансу глобального влияния. Сотрудничество и этические соображения при разработке и внедрении квантовой технологии будут иметь ключевое значение для обеспечения широкого и ответственного распределения ее преимуществ.

Последствия квантового превосходства 

Более широкие последствия квантового превосходства могут включать:

• Будущие бизнес-модели с использованием квантовых компьютеров для предоставления бизнес-решений. 
• Эволюция кибербезопасности, которая сделает существующее шифрование устаревшим и заставит принять более сложные решения для квантового шифрования. 
• Оптимизация процессов разработки и производства лекарств фармацевтическими и химическими компаниями. 
• Совершенствование процессов оптимизации портфеля, используемых компаниями, предоставляющими финансовые услуги. 
• Повышение эффективности во всех сферах бизнеса, которые зависят от логистики, например, в розничной торговле, доставке, отгрузке и т. д. 
• Квантовые технологии становятся следующей инвестиционной точкой после искусственного интеллекта, что приводит к увеличению количества стартапов в этой области.

Вопросы для рассмотрения

• Квантовые компьютеры были обещаны на четыре десятилетия, как вы думаете, сколько времени потребуется, чтобы они были коммерциализированы?
• В каких других отраслях применение квантового превосходства может оказать существенное влияние?