Подумайте про те, коли ви вперше стикалися з Інтернетом. Ви уявляли, що без цього не зможете жити або тим більше заробляти на життя без цього? Ця зміна парадигми започаткувала цифрову революцію та вплинула на наше життя так, як ми ще не пережили.
Я згадую 1991 рік, працюючи в Пентагоні та згадуючи зусилля Мережі Агентства перспективних дослідницьких проектів (ARPANET) щодо впровадження комп’ютерної тканини, що працює в мережі, з потенційно необмеженими можливостями.
Перехід до 2018 року, а решта – це вже історія. Інтернет зараз є товаром (дехто може претендувати на право людини) і ввійшов у наше повсякденне життя … вранці-вдень-вночі.
Проте, оскільки ми покладаємось на Інтернет як повсюдне сховище інформації та носій інформації, ми стикаємось із технологічним викликом та руйнівними можливостями; виклик, який вирішує Quantum Information Science (QIS), і можливість Quantum Computing експоненціально вдосконалити та перетворити традиційні сучасні обчислювальні рамки.
Змагання
Основи сучасної обчислювальної архітектури, тобто компілятори, процес проектування програмного забезпечення, досягають операційного порогу, який квантові обчислення революціонують. Наприклад, оскільки архітектура Інтернету не була розроблена для підтримки мільярдів і мільярдів підключених пристроїв, що підтримуються сьогодні, традиційна комп’ютерна інфраструктура вимагає нового перегляду.
І в той час як програми IPv6 та Інтернет речей (IoT) роблять свою справу для вирішення поточних технічних проблем Інтернету, спільнота QIS на повну швидкість вирішує питання обчислень наступного покоління.
Незалежно від того, приймаєте ви це чи ні, думка про те, що ми перебуваємо поза переходом технології закону Мура, різниця між обчислювальною потужністю та обчислювальною потужністю є цілком реальною, і це обмежує те, що ми можемо зробити сьогодні. Проте, оскільки суспільство вимагає більшої швидкості, більшої кількості зв’язків, більшої безпеки та більшої можливості, нинішні обчислювальні технології не можуть встигати за попитом.
Візьмемо, наприклад, вплив сучасних обчислювальних ресурсів у секторі охорони здоров’я. Дослідження десятків тисяч людських генів, які впливають на видимі ризики та риси, пов’язані зі здоров’ям, вимагає значних обчислювальних потужностей та (часу та енергії). На жаль, сьогоднішні медичні дослідження обмежені завдяки традиційним обчислювальним можливостям обробки, тим самим затримуючи наукові досягнення та інновації.
Балансування ризику та винагороди
І хоча сучасні інформаційні та комунікаційні технології підживлюють дедалі ефективнішу роботу складної інфраструктури, ці критичні інструменти також створюють нові уразливості та пов’язані з ними ризики для власників систем, операторів та споживачів.
Щоб пом’якшити ці загрози, глобальна програма квантових досліджень та розробок (НДДКР) шукає експоненціально масштабовану обчислювальну платформу:
вирішувати проблеми набагато швидше та потужніше
захистити критичну інфраструктуру надійним та стійким способом
щоб забезпечити реальну ситуаційну обізнаність у секторах бізнесу
визначити ефективні енергетичні ресурси для обчислення наступного покоління
оптимізувати зберігання інформації, що “пришвидшує” розуміння штучного інтелекту
Можливість
Простіше кажучи, це Квантові Обчислення. Ця категорія альтернативних обчислень означає багато перспектив, оскільки невпинна потреба в обчислювальній потужності зростає в геометричній прогресії. Будь то великі дані, штучний інтелект та / або машинне навчання, ці моделі аналізу вимагають значно більшої обробки м’язів для ефективної роботи та надання відповідної інформації.
Насправді, сектори досліджень і розробок нашої держави готуються використовувати QIS та квантові обчислення вперед – платформу, яка передбачає виконання завдань у мільйони разів швидше, ніж сучасні суперкомп’ютери.
Обіцянки квантових обчислень узагальнені в наступних випадках використання критичної інфраструктури:
відкриття медицини та матеріалів для продовження життя
вивчення меж простору і часу
діагностування ефективних засобів пересування
захист інформації та пом’якшення загроз приватному життю
прогнозування пов’язаних з погодою подій
захист фінансових активів від кіберзлочинності
розкопування розподілених енергетичних ресурсів
розвиток точного управління фермами
задумувати надзахищені мережі супутникового зв’язку
Саме ця „мистецько-можлива” дорожня карта сприяє прагненню до міжнародного квантового панування.
Гравці
Такі компанії, як Rigetti, Google, D-Wave, IBM, Microsoft, IonQ та Zapata (якщо назвати декілька), є новаторськими та прохідними шляхами для прискорення квантового прийняття. Китай планує побудувати “суперцентр” квантових досліджень і розробок. Австралія знаходиться на порозі розробки одноатомного квантового комп’ютера. Франція розробляє квантовий фокус навколо алгоритмів кібербезпеки. Канада розвиває технології, що допомагають операторам радіолокаційних станцій долати сильний фоновий шум та ізолювати об’єкт.
Більше того, нещодавній звіт висвітлює прогнозовані темпи зростання квантових обчислень у 24,6% протягом 2018-2024 років, роблячи висновок, що “квантові обчислювальні технології можуть змінити тривалу динаміку в торгівлі, розвідці, військовій справі та стратегічному балансі сил”.
Лексикон
Ризикуючи відрізнити характеристики квантових комп’ютерів від традиційних комп’ютерів, варто зазначити, що квантовий словник однаково унікальний. Варто зазначити чотири (4) терміни:
Qubits даних представлені у більш ніж двох станах, тобто 1s, 0s і комбінація 1s і 0s). Традиційні комп’ютери представляють біти даних в одному з двох станів, тобто 1s і 0s).
Суперпозиція дозволяє кубітам зберігати / аналізувати інформацію у незліченних станах, дозволяючи одночасно проводити мільйони обчислень (проти традиційних обчислень).
Заплутаність забезпечує цілісність кубітів, дозволяючи безмежне відкриття.
Когерентність забезпечує збереження кубітів та продуктивність обчислень.
Якщо ваші клітини мозку болять, не хвилюйтеся. Це просто новий жаргон, подібний до того, коли ви, можливо, вперше чули про хмарні обчислення, ведення блогів, доповнену реальність, Інтернет речей чи твіт.
Net-Net. Якби звичайний комп’ютер і квантовий комп’ютер попросили перебрати телефонні номери всіх людей у всьому світі – і організувати та проаналізувати кожен запис – квантовий комп’ютер міг би виконати це завдання за частку часу, оскільки дані не могли б Потрібно обробляти та зберігати по одному біту за раз.
Квантовий стрибок (каламбур)
Історичні прориви, які вважаються трансформаційними, як правило, є результатом поєднання уяви, оптимізму, цікавості та розширення. Будь то паровий двигун, телеграф, напівпровідникова електроніка, персональний комп’ютер, ділення ядер, пеніцилін або секвенування ДНК людини, пошуки інновацій дали неймовірні результати.
Зрештою, спробуйте уявити (і повірити), що квантові обчислення зроблять для терапії раку, оптимізації руху транспорту, стійких харчових систем, вдосконалених виробничих ланцюгів постачання, космічного космічного туризму або квантової / постквантової криптографії.
Комплекс? Без сумніву. Захоплююче? Так. Неминучий? Абсолютно.
Повна швидкість вперед!
Спочатку ця публікація була опублікована за адресою https://www.linkedin.com/pulse/quantum-computing-potential-cure-cancer-pete-tseronis/.
Pete Tseronis люб’язно дозволив нам перекласти і опублікувати цю статтю.
Temy.co - Software Development Partner 