Quantum Particulars Guest Column: "The Rise of Quantum Computing and Its Prospects" - Inside Quantum Technology

Quantum Particulars Guest Column: "The Rise of Quantum Computing and Its Prospects" - Inside Quantum Technology

Tidsstempel: 4. januar 2024 kl. 6
Denne Quantum Particulars-gæsteartikel byder på Shubham Munde, som diskuterer kvantecomputerens historie.
By IQT nyheder indsendt 04. januar 2024

"Quantum Particulars" er en redaktionel gæstespalte med eksklusive indsigter og interviews med kvanteforskere, udviklere og eksperter, der ser på centrale udfordringer og processer på dette felt. I denne artikel af Shubham Munde, senior markedsanalyseanalytiker hos Market Research Future® (MRFR), diskuterer historien om kvanteberegning. 

Verden har været vidne til storslåede fremskridt inden for computerområdet. Fra opfindelsen af ​​den første computer til udviklingen af ​​supercomputere har hver innovation rykket grænserne for, hvad der er muligt. Udviklingen af ​​computere har fuldstændig revolutioneret menneskelivet ud over fantasien og fortsætter med at spille en vigtig rolle i næsten alle aspekter af menneskelivet. Klassiske computere prægede det 20. århundrede, og i begyndelsen af ​​det 21. århundrede indså folk, at klassiske computere havde deres grænser og nåede næsten dem, så de havde brug for en ny, mere kraftfuld computer end klassisk. Begrænsningerne ved klassiske computere skubbede videnskabsmænd til at udvikle en ny type databehandling kaldet kvantedatabehandling.

Hvad er Quantum Computing?

Kvantecomputere er et tværfagligt felt, der omfatter aspekter af datalogi, fysik og matematik, der anvender kvantemekanik til at løse for komplekse problemer hurtigere end på konventionelle computere. Kvantecomputere kunne behandle information millioner af gange hurtigere end konventionelle computere. Dette skyldes, at kvantecomputere bruger qubits, typisk små partikler (atomer, ioner, fotoner eller elektroner), der holder information og opfører sig i henhold til kvantefysikkens love. Derfor kan den håndtere en meget større mængde information meget hurtigere end en klassisk computer. 

Virksomheder som IBM, Google, Intel, D-Wave Systemsog microsoft kapløb om at bygge kvantecomputerværktøjer. Men IBM fik opmærksomhed da de oprindeligt annoncerede en kvantecomputer tilgængelig for offentligheden som en cloud-tjeneste for forskere i 2016. Derefter indså globale virksomheder det fulde potentiale af kvantecomputere til at løse komplekse problemer, som klassiske computere ikke kan, og mange virksomheder bruger allerede den revolutionerende teknologi. Virksomheder som f.eks Mercedes-Benz, Boeing, JSR Corporation, Mitsubishi Chemical, ExxonMobil og CERN allerede bruger og teknologi til at løse komplekse problemer såsom kompleksitet i forsyningskæden, opdage universets hemmeligheder, forbedre batterikemi osv. 

Oprindeligt videnskabsmændene plejede at foreslå kvantecomputere er ikke kommercielt nyttige, hvis deres kapacitet ikke når op på mindst 1,000 qubits. Siden da er kvantecomputere med højere qubits blevet en nødvendighed for globale virksomheder. Mange virksomheder har gjort betydelige fremskridt i væksten af ​​qubits, og udviklingen fortsætter stadig. IBM er på forkant med at nå denne milepæl og for nylig introduceret IBM Condor, en 1,121 superledende qubit kvanteprocessor baseret på krydsresonans gate-teknologi. Condor skubber grænserne for skala og udbytte i chipdesign med en stigning på 50 procent i qubit-tæthed. Med ydeevne, der kan sammenlignes med tidligere 433-qubit Osprey, fungerer den som en nyhedsmilepæl, løser skalaen og informerer om fremtidigt hardwaredesign.

Mulige anvendelsestilfælde af kvantecomputere

Med de teknologiske fremskridt inden for kvantecomputere er de mulige use cases vokset enormt. Kvantecomputere kan være super gavnlige for enhver branche til at løse for komplekse problemer og finde ud af alle mulige løsninger. I dag er industrier som energi og kraft, bilindustrien, kemikalier, transport og logistik, sundhedspleje, rumfart og forsvar, IT og telekom, landbrug, fremstilling og elektronik ved at blive de almindelige slutbrugere. Desuden vinder kvantecomputere ikke kun udbredt anvendelse blandt erhvervssektorerne. Teknologien har potentialet til også at tackle de globale problemer og skabe en mere bæredygtig fremtid. Kvantecomputere er så stærk der kunne hjælpe med at tackle komplekse problemer som sygdom, mad og klimakriser. Klimakrisen er ved at blive et af de største nøglespørgsmål for den globale befolkning. Kvantecomputere kan tackle disse komplekse problemer ved at tilbyde alle mulige løsninger. Det kan være nyttigt til forskellige applikationer såsom vejrudsigt, affaldshåndtering og vandhåndtering. 

Over tid vil fremskridt inden for kvantecomputere med højere antal qubits åbne betydelige muligheder, som i dag kun føles som science fiction. Fremskridt i antallet af qubits kan dog også være den alvorlige bekymring for fremtiden. Ifølge forskningen, udført af Universal Quantum, University of Sussex og Qu&Co, kunne en kvantecomputer med 13 millioner fysiske qubits bryde Bitcoin-kryptering inden for en dag; og det ville tage en 300 millioner qubit computer at bryde den inden for 60 minutter. Avancerede kvantecomputere i dag har kun 1,121 qubits og kan betragtes som sikre mod et kvanteangreb indtil videre, men kvantecomputerteknologier skaleres hurtigt med regelmæssige gennembrud, der påvirker sådanne estimater og gør dem til et meget muligt scenarie inden for de næste 10 år, der omfatter Bitcoins kryptering og mere udbredte teknikker såsom RSA-kryptering. 

Med de massive fremskridt inden for kvantecomputere er der stadig flere udfordringer at overvinde. Tekniske forhindringer såsom skalerbarhed, fejlkorrektion og opretholdelse af qubit-kohærens er fortsat betydelige udfordringer, der kræver løbende forskning og udvikling. Der er også et massivt hul i talent, en kvalificeret arbejdsstyrke med ekspertise inden for kvantehardware, software og algoritmer er afgørende, men i øjeblikket en mangelvare. Bekymringer om kvantesikkerhed og potentielt misbrug af teknologien kræver nøje overvejelse og ansvarlig udvikling.

På trods af udfordringerne ser fremtiden for kvantecomputere lys ud. Med fortsatte investeringer, forskning og samarbejde kan der forventes betydelige fremskridt i de kommende år. Selvom det kan tage noget tid, før kvantecomputere bliver allestedsnærværende, er deres potentiale til at revolutionere forskellige industrier og løse komplekse problemer ubestrideligt. Med potentialet for banebrydende fremskridt og transformative applikationer forventes kvantecomputermarkedet at opnå betydelig vækst i de kommende år. Ifølge MRFR-estimaterne, vil det globale kvantecomputermarked sandsynligvis vokse med en betydelig CAGR-rate på 31.3 % i 2032. Markedet er drevet af faktorer såsom stigende efterspørgsel efter beregningskraft, stigende offentlige og private investeringer, fremskridt inden for qubit-teknologi og udvikling af kvantealgoritmer og software. 

Shubham Munde er en senior markedsanalyseanalytiker og har en teknisk baggrund inden for informationsteknologi (IT), halvledere og automotive domæner, med over 5+ års erfaring i markedsundersøgelser og analyse. Hans ansvar omfatter data mining, analyse og projektudførelse. Han har forsket i forskellige teknologiindustrier, herunder Metaverse, web 3.0, zero-trust-sikkerhed, cybersikkerhed, blockchain, kvantecomputere, robotteknologi, 5G-teknologi, højtydende databehandling, datacentre, AI, automatisering, it-udstyr, sensorer, halvledere , elbiler og mange andre. Han har bidraget til projekter for Fortune 500-virksomheder og har leveret værdifuld indsigt til globale kunder, herunder syndikat-, rådgivnings- og regeringsprojekter.

tags: FRM, quantum computing, kvanteoplysninger, Shubham Munde

Tidsstempel:

Mere fra Inde i Quantum Technology