基于光的量子：量子计算的光明未来

• 作者：
• 作者姓名

  量子运行远见
• 2024 年 2 月 26 日

洞察总结

基于光的量子计算的最新发展表明计算技术的转变，从传统方法转向使用光粒子进行处理。这种转变有望在各个领域更有效、更快速地解决问题，并因减少能源需求而带来潜在的环境效益。这些进步还引发了有关数据安全、就业市场演变和全球技术竞争力的重要问题。

基于光的量子背景

基于光的量子计算已经取得了一些进展。基于光的量子计算或光子量子计算使用光子（光粒子）来执行计算。相比之下，传统计算使用电路和比特。 2023 年 XNUMX 月，麻省理工学院的研究人员发现卤化铅钙钛矿纳米粒子可以产生一致的光子流。这些材料不仅因其重量轻且易于生产而有望用于未来的太阳能电池板，而且还因其在先进技术方面的潜力而脱颖而出，因为它们可以轻松制造并应用于玻璃等表面。

随后，2023年3.0月，中国科学家凭借新型光基量子计算机“九丈255”取得突破，探测到2.0个光子，创下新的世界纪录，远远超过其前身“九丈113”的3.0个光子。这一进步使得九章 2.0 在解决高斯玻色子采样问题（量子计算中使用的复杂数学模型）时的执行速度比九章 3.0 快一百万倍。值得注意的是，九章20可以在短短一微秒内处理最复杂的高斯玻色子采样样本，这一任务是世界上最快的超级计算机Frontier需要超过XNUMX亿年才能完成的。 

最后，2024 年 2030 月，日本科学家宣布在消除当前基于光的量子机器所需的超低温方面取得了重大进展。他们的突破涉及用于信息传输的高性能“压缩光”源，以便在 XNUMX 年之前构建强大的量子计算机。与超导和硅基量子计算机等其他方法相比，这一发展提供了潜在的可扩展性和功效优势。

破坏性影响

基于光的量子计算的进步预计将显着提高计算效率和速度。该技术能够在室温下运行，减少了对复杂冷却系统的需求，使其更加环保且更具成本效益。效率的提高和运营成本的降低可以鼓励各个领域更广泛地采用量子计算技术，从而加速人工智能、材料科学和密码学的研究和开发。

基于光的量子计算的发展也可能导致更快速、更经济地获取先进计算资源。这种转变可以通过更复杂的数据保护加密方法来增强个人安全。在教育领域，此类进步可能为学生和研究人员提供学习和发现的新工具。此外，随着这项技术的成熟，它可以在量子计算和相关行业创造新的就业机会和职业道路。

各国政府可能会将这些发展视为增强国家科学技术能力的机会。对光量子计算的投资可以提高一个国家在高科技产业和研究方面的竞争优势。这项技术可能还需要更新监管框架，特别是在数据安全方面，以应对先进计算能力带来的新挑战。此外，政府可能需要促进学术界、工业界和研究机构之间的合作，以充分利用基于光的量子计算的潜力。

光基量子的意义

光量子的更广泛影响可能包括： 

• 增强研究领域的计算能力，从而实现更快、更准确的气候建模和疾病研究成果。
• 加速新材料和药物的发现和开发，减少将其推向市场的时间和成本。
• 对抗量子加密方法的需求增加，导致网络安全投资和数据保护技术创新的激增。
• 教育重点转向量子计算及相关领域，在新兴技术领域创造新的学习机会和职业道路。
• 各国政府投资量子计算基础设施和教育，旨在获得全球技术领导地位的竞争优势。
• 随着各国争夺量子计算能力的主导地位，地缘政治动态发生变化，可能会导致新的联盟和竞争。
• 高级计算资源的民主化，使较小的企业和研究机构能够与较大的实体竞争。
• 节能和环保计算方法的兴起，有助于减少科技行业的碳足迹。
• 由于先进的优化和预测建模功能，金融和物流等行业的业务模式发生了转变。
• 先进的计算能力带来的法律和道德挑战，需要新的法规和治理结构。

需要考虑的问题

• 将基于光的量子计算整合到各个行业将如何重塑就业市场？
• 量子计算的进步会以哪些方式影响全球数据安全？