Redaktørens note: Dette indlæg er skrevet af CompTIA's AI Advisory Council.
+ + +
I de senere år er nye teknologier blevet fremtrædende. Blandt dem har kvantecomputere et enestående potentiale til at ændre vores verden mest. Kvanteberegning har vist lovende beviser for at fremskynde heuristiske beregninger på en utrolig måde. Anvendelse af kvantecomputere inden for komplekse løsninger til at løse problemer inden for opdagelse af lægemidler og materialer, økonomi, autonome køretøjsapplikationer, kunstig intelligens og andre områder vil således have en betydelig indflydelse på vores liv. Især har kvanteberegning potentialet til at forstørre virkningerne (både positive og negative) af mange AI-applikationer.
"Jeg tror, at AI kan accelerere kvanteberegning, og kvanteberegning kan accelerere AI."
– Googles administrerende direktør Sundar Pichai
Efterhånden som organisationer arbejder på at blive mere digitale, er det afgørende at holde kommende teknologitransformationer i tankerne for bedre planlægning og strategi. Takket være disse teknologiske fremskridt kan virksomheder høste reelle gevinster fra kvantecomputere. Med det i tankerne, lad os udforske 10 ting, du bør være opmærksom på, når det kommer til verdener med kvantecomputere og kunstig intelligens.
1. Hovedkarakteristika ved kvanteberegning
I såkaldte klassiske computere programmeres bits som dataenheder med mulige værdier på etere og nuller. I kvantecomputere programmeres dataenheder med kvantebits—qubits—som kan repræsentere et et, et nul eller en kombination af både nul og én på samme tid.
En god analogi er en lyskontakt, som i klassiske computere kan have en tændt eller slukket position. Med qubits i kvantecomputere kan switchen have et hvilket som helst spektrum af positioner fra tændt til slukket på samme tid. Den fysiske kapacitet af qubits bringer de to hovedkarakteristika ved kvanteberegning til udtryk.
- overlejring. Dette refererer til qubits evne til at være både tændt og slukket på samme tid, eller et sted på et spektrum mellem de to. Denne usikkerhed og sandsynlighed bagt ind i dataenheden gør systemet kraftfuldt til at løse visse typer problemer.
- Forviklinger. Dette er evnen hos qubits, der er knyttet sammen, til at påvirke hinandens uafhængighed, selvom de er fysisk adskilte. Som sådan, hvis vi har to qubits og den enes position ændres, påvirkes den anden, selvom qubits er adskilt. Denne egenskab giver en kraftfuld evne til at flytte information rundt med utrolig høje hastigheder.
2. Hurtigere og bedre
Kvantecomputere har fire grundlæggende egenskaber, der adskiller dem fra nutidens klassiske computere:
- Primær faktorisering, der udnytter multidimensionelle rum til at udforske store problemområder og kunne revolutionere kryptering.
- Optimering ved at løse store/komplekse problemer med hidtil uset hastighed.
- Simulering, hvor kvantecomputere modellerer komplekse problemer effektivt.
- Kvante kunstig intelligens med bedre algoritmer, der er hurtigere og mere præcise. IBM's kvanteforskerhold har fundet ud af, at sammenfiltring af qubits på kvantecomputeren, der kørte et data-klassificeringseksperiment, halverede fejlraten sammenlignet med uentangled qubits.
Ansøgninger i erhvervslivet vil løse problemer, der er komplekse. For eksempel:
- Farmaceutisk udvikling kræver stofmolekylemodellering, som er notorisk vanskelig, fordi atomer i molekyler interagerer med andre atomer på komplekse måder. Kvantecomputeres nedarvede sammenfiltringsegenskab egner sig ret godt her.
- Udnyttelse af kvante-AI til at fremskynde tiden og nøjagtigheden for træningssystemer som dem i autonome køretøjer.
Fra finansielle tjenesteydelser, lægemidler og medicinske produkter, sundhedspleje, energi, telekommunikation, medier, rejser, logistik og forsikring for at nævne nogle få, er der en række industrier, der alle vil drage stor fordel af kvantecomputere.
3. Bias forstærker
Quantum computing's forstærkende effekt går ud over hastighed og nøjagtighed. Det fremhæver også den indbyggede bias, der findes inden for AI/ML-modeller. Som sådan kan applikationer, der er sårbare over for algoritmiske skævheder (f.eks. i jobscreeningsområdet, politiarbejde osv.) blive endnu mere. Med andre ord kan kvanteberegning have en forstørrende negativ bivirkning, der kan gøre sådanne applikationer for risikable til at bruge fraværende særlige afbødende kontroller. Dette er en utilsigtet effekt, som alle, der arbejder med AI/kvanteberegning, skal genkende og tage højde for i deres løsninger.
4. Øget algoritmisk kompleksitet, gennemsigtighed og forklarlighed
Et aktuelt kerneproblem med AI er dens mangel på gennemsigtighed og forklarlighed, især når komplekse algoritmer såsom dyb læring udnyttes. Hvis et AI-system bliver brugt til beslutninger, der direkte påvirker liv, såsom retssalsbeslutninger, sociale fordele til lokalsamfund eller endda beslutning om, hvem der får et lån og til hvilken kurs, er det grundlæggende afgørende, at beslutningen kan knyttes til håndgribelige fakta, som er ikke-diskriminerende i praksis.
Forståeligt nok øger kvanteberegning på sådanne AI-systemer kompleksiteten, som korrelerer med gennemsigtighed og forklarlighed negativt.
5. En ny kryptografisk standard
En vigtig ulempe ved denne vidunderlige teknologi er dens evne til at knække mange af de forsvar, der bruges til at sikre internettet og andre kritiske applikationer. Quantum computing udgør en alvorlig trussel mod de cybersikkerhedssystemer, som stort set alle virksomheder stoler på. De fleste af nutidens online-kontoadgangskoder og sikre transaktioner og kommunikation er beskyttet gennem krypteringsalgoritmer såsom RSA eller SSL/TLS. Den nuværende standard er afhængig af kompleksiteten i at faktorisere store tal i primtal. Dette er dog en type problem, som kvantecomputere er gode til at løse. At bryde en adgangskode med vores nuværende standarder ville tage en klassisk computer 100 år, men kan opnås på få sekunder med en kvantecomputer. Denne påvirkning går ud over adgangskoder til personlige kontoer – den omfatter blotlæggelse af privat kommunikation, virksomhedsdata og endda militære hemmeligheder. For at imødegå dette, står US National Institute of Standards and Technology (NIST) i spidsen for en global indsats for at finde post-kvantekryptografialgoritmer, der vil være hurtige og troværdige. Dustin Moody, en NIST-matematiker, der arbejder på indsatsen, sagde på et IBM-krypteringsmøde, "Vi håber at have den endelige version helt klar og offentliggjort omkring 2024."
6. Ikke en erstatning for nuværende computere
Klassiske computere er bedre til nogle opgaver end kvantecomputere (e-mail, regneark og desktop publishing for at nævne nogle få applikationer). Hensigten med kvantecomputere er at være et anderledes værktøj til at løse forskellige problemer, ikke at erstatte klassiske computere. Så ja, vi vil stadig have computersystemer, som vi kender det, eller en version af det, som vi kender i øjeblikket, i en overskuelig fremtid.
7. Nærmer sig mainstream
Kvanteteknologiske gennembrud fortsætter med at accelerere, investeringer strømmer ind, og startups i kvantecomputerområdet fortsætter med at formere sig. Store teknologivirksomheder som Alibaba, Amazon, IBM, Google og Microsoft har allerede lanceret kommercielle quantum-computing cloud-tjenester.
Selvom kvantecomputere som koncept har eksisteret siden begyndelsen af 1980'erne, fandt det første rigtige bevis på, at kvantecomputere kunne håndtere problemer, der var for komplicerede til klassiske computere, først i slutningen af 2019, da Google annoncerede, at dens kvantecomputer havde løst en sådan beregning i kun 200 sekunder. Goldman Sachs annoncerede for nylig, at de kunne introducere kvantealgoritmer til at prissætte finansielle instrumenter om så snart som fem år. Honeywell forventer, at kvanteindustrien vil danne en industri på 1 billion dollar i de kommende årtier.
Den voldsomme aktivitet tyder på, at CIO'er og andre ledere bør begynde at formulere deres kvantedatabehandlingsstrategier, især i industrier, såsom lægemidler, hvor virkningen ville være betydelig.
8. Det er ikke lige rundt om hjørnet
Selvom der er gjort betydelige fremskridt med at bygge forskellige kvantecomputersystemer, er vi ikke tæt på at have et i hver organisation – endsige i hver husstand. I modsætning til kvantecomputer-startups, der har rejst hundredvis af millioner af dollars, er der ingen forventning om, at kvantecomputersystemer bliver en hverdagsstandard i de næste fem år. Denne forsinkelse skyldes i høj grad de vanskeligheder, der stadig består, herunder vanskelighederne med at konstruere, bygge og programmere kvantecomputersystemer, herunder støj, fejl, tab af kvantekohærens og selvfølgelig den høje pris, der er forbundet med kvantecomputersystemer.
9. Halvlederchips og talent påkrævet
Pandemien medførte vigtige ændringer i den måde, vi lever på, herunder normalisering af arbejde hjemmefra, forsyningskædeforstyrrelser og mistænkelige blikke hos alle, der hoster i nærheden af dig. Det fremhævede også den store efterspørgsel, men det lave udbud af halvlederchips. Fra teknologienheder til køretøjer har øget efterspørgsel påvirket forbrugerpriserne betydeligt. Med fremkomsten af kvantecomputere vil efterspørgslen kun vokse yderligere, hvilket påvirker tilgængeligheden og omkostningerne ved halvledere tilsvarende. Ud over hardwareforsyningsbegrænsningerne er der endnu ikke tilstrækkeligt med ressourcer uddannet til at understøtte kvantecomputersystemer og det økonomiske økosystem som helhed.
10. Relaterede kvanteberegningsfremskridt
I de seneste år er der sket fremskridt inden for databehandling på to store måder – gennembrud inden for maskinlæring for at udvikle algoritmer, der forbedres automatisk gennem erfaring, og forskning i kvantecomputere, der teoretisk kan vise sig mere kraftfulde end nogen supercomputer.
- Quantum memristor. Forskere har skabt den første prototype af en enhed kendt som en kvante memristor, som kan hjælpe med at samle det bedste fra begge disse verdener – ved at kombinere kunstig intelligens med kvanteberegning for hidtil usete muligheder.
- Skalerbarhed/Quantum on a Chip. Forestiller du dig stadig et stort rum fyldt med udstyr, skærme for ren kvalitet og dedikeret personale til temperaturkontrol, når du tænker på kvanteberegning? Nå, kom noget salsa på det og giv mig en drink, fordi den seneste udvikling nu har gjort det kvanteberegning på en chip. Arbejdet blev ført i spidsen af Cambridge-baserede kvantespecialist Riverlanes' arbejde med New York og London-baserede digitale kvantevirksomhed SEEQC. Kvantecomputerchippen har et integreret operativsystem til workflow og qubit-styring.
Med fremkomsten af denne nye bølge af databehandling har CIO'er og ledere i alle brancher en tillidspligt og en unik mulighed for at holde fingrene på pulsen med en ny verdensdefinerende teknologi, der er kvantecomputere.
Selvom udbredt anvendelse og applikationer til kvanteberegning kan virke langt væk, er det nu, MSP'er og andre teknologivirksomheder skal begynde at uddanne sig selv i teknologien. Når kunderne begynder at høre mere om det – og stille spørgsmål – vil du gerne være klar med svarene og rådgive om den rigtige retning skræddersyet til din klient.
(C) COMPTIA
