Wie die USA das Quantencomputing-Rennen gewinnen können – Nachrichtenanalyse zum Hochleistungsrechnen

Neuauflage von Plato

Verfolger: 0

Wie die USA das Quantencomputing-Rennen gewinnen können – Nachrichtenanalyse zum Hochleistungsrechnen | insideHPC PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikale Suche. Ai.

Kredit: Atom Computing

Von Rob Hays, CEO, Atom Computing und Kristen Pudenz, Direktorin für fortgeschrittene Forschungsprogramme, Atom Computing

Quantencomputing wird das 21. Jahrhundert bestimmen. Es handelt sich um einen einmaligen Paradigmenwechsel in der Rechenleistung, der Lösungen für Probleme ermöglicht, die heute als unlösbar gelten. Mit Quanten erwarten wir die Implementierung neuer Arten von Simulationen der physischen Welt, biowissenschaftlicher Forschung, maschinellem Lernen und Prozessoptimierungen, um Ressourcen effizienter zu nutzen, die nationale Sicherheit zu stärken und neue Medikamente und medizinische Behandlungen zu entwickeln.

Die USA sind seit langem weltweit führend bei Computertechnologien und verfügen bereits über enorme Ressourcen und Talente im Bereich Quantencomputing. Quantentechnologie steckt jedoch noch in den Kinderschuhen und eine langfristige weltweite Führungsrolle ist noch lange nicht gesichert. Alle führenden Industrienationen haben Quantencomputing zu einer strategischen Priorität erklärt und investieren dafür massiv Ressourcen. Laut a Bericht des WeltwirtschaftsforumsDie öffentlichen Investitionen in Quantencomputing erreichten im Jahr 30 2022 Milliarden US-Dollar, wobei China führend war.

Heute haben die USA mehr als 100 Quanten-Startup-Unternehmen, der weltweit höchste Prozentsatz an Organisationen, die Quantencomputing einführenund der die meisten quantenbezogenen Patente angemeldet. Dieses lebendige Quantenökosystem wäre ohne die Unterstützung und Führung der US-Regierung, die Milliarden in Forschung und Entwicklung sowie Programme zur Personalentwicklung investiert hat, nicht möglich. Der 2018 verabschiedete National Quantum Initiative Act (NQI) hat die US-amerikanische Quantenindustrie und die Koordination zwischen Industrie, Wissenschaft und Regierung erfolgreich vorangetrieben.

Es wird erwartet, dass das Quantencomputing in den nächsten etwa fünf Jahren die Ära der sogenannten „Noisy Intermediate-Scale Quantum“ (NISQ)-Prototypen hinter sich lässt und in die Ära der kommerziellen Fehlertoleranz eintritt – wenn die Systeme robust genug sein werden, um kontinuierlich zu arbeiten und genaue Ergebnisse zu liefern. Erschließung eines enormen Mehrwerts für ein breites Spektrum industrieller und staatlicher Anwendungsfälle. Unsere wachsende Quantenindustrie braucht in dieser kritischen Übergangsphase weiterhin starke Unterstützung von der US-Regierung und eine Partnerschaft mit privaten Investitionen, um in diesem aufstrebenden Markt einen Vorreitervorteil zu behalten.

So können die USA ihre Führungsrolle im Quantencomputing behaupten:

Erhöhen Sie die öffentlichen Mittel. Nach McKinsey & Company, China, hat 15.3 Milliarden US-Dollar an öffentlichen Mitteln für Quantencomputing bereitgestellt, achtmal mehr als die USA und mehr als doppelt so viel wie die Regierungen der Europäischen Union. China hat erklärt, dass es die nächste Generation der Computerführerschaft nicht verlieren und ins Hintertreffen geraten darf, wie es bei der Halbleiterindustrie der Fall war. Angesichts dieser Risiken brauchen wir mutige Maßnahmen der US-Regierung, um die Investitionslücke in Form von Primärforschung, Forschungsstipendien für private Partner, dem Aufbau und Kauf von Quantencomputerplattformen für Anwendungsforschung und dem Einsatz von strategischem Kapital zur langfristigen Finanzierung zu schließen -Technologieentwicklungszyklen.

Diversifizierte Investitionen über Quantencomputermodalitäten hinweg. Seit der Gründung des NQI vor fünf Jahren ist eine neue Welle von Technologien wie neutrale Atome und Photonik an die Spitze des Fachgebiets gerückt und hat das Potenzial, sich schneller zu skalieren. Diese Modalitäten werden von der aktuellen NQI-Finanzierung nicht unterstützt, da sie bei der Mittelverteilung noch nicht festgelegt waren. Öffentliche Mittel und Unterstützung, einschließlich des erneuerten NQI, sollten auf eine breitere Palette von Quantencomputermodalitäten verteilt werden, um neue technologische Entwicklungen zu unterstützen und unsere Chancen zu erhöhen, die globale Führung zu behaupten. Wir haben gesehen, dass einzelne Regierungsbehörden in neuere Modalitäten investiert haben, wie z DARPA durch sein Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC)-Programm. Diese Programme sind für neu entstehende Modalitäten von wesentlicher Bedeutung.

Der Staat als Partner und Kunde. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass die US-Regierung ein früher Anwender und Kunde von Quantencomputersystemen und/oder -diensten ist und zum Aufbau der Benutzerbasis beiträgt, indem sie Agenturen und Forscher dazu anregt, Quantencomputer zu erforschen und einzuführen. Der Kauf von Quantencomputerzeit oder -systemen würde die Wirkung der Finanzierung vervielfachen. Einnahmen und das Gütesiegel der US-Regierung ziehen weitere Risikoinvestitionen in Quantencomputerunternehmen und Feedback in das Forschungsökosystem an, was der Technologie weitere Impulse in der Anwendungsentwicklung und als Ökosystem verleiht. Wir sehen verstärkte Bemühungen in diesem Bereich, wobei Agenturen wie das US-Energieministerium, die National Science Foundation und andere mehr quantenbezogene Finanzierungsaufrufe herausgeben oder Quantentechnologien in breitere Finanzierungsmöglichkeiten einbeziehen.

Sicherstellen, dass Doktoranden in den Vereinigten Staaten bleiben. Erfahrene Quantenphysiker mit Doktortitel sind rar, aber unerlässlich, um die Quantencomputerbranche voranzubringen. Viele dieser Doktoranden werden derzeit an US-amerikanischen Universitäten und Unternehmen ausgebildet, kämpfen jedoch mit Visa- und Einwanderungsproblemen, obwohl ihre Talente und Fähigkeiten unserer nationalen und wirtschaftlichen Sicherheit zugute kommen. Es bedarf einer günstigen US-Exportkontroll- und Einwanderungspolitik, um knappe Talente zu halten. Diese Experten treiben amerikanische Innovationen voran und ihr Visumsstatus sollte nicht gefährdet sein.

Stimme der Start-up-Branche in der Politik. Ein Großteil der kommerziellen Innovationen im Quantencomputing kommt von Start-up-Unternehmen. Die Zusammenarbeit mit Vertretern führender Start-ups wird zu besseren Richtlinien beitragen. Start-up-Gründer sollten eingeladen werden, in Beratungsgremien wie dem mit am Tisch zu sitzen Beratender Ausschuss der Nationalen Quanteninitiative, gegründet, um den Präsidenten und den NSTC-Unterausschuss zum NQI zusammen mit führenden akademischen Forschern und politischen Entscheidungsträgern der Regierung zu beraten

Priorisieren Sie Quantencomputing in regionalen Technologie-Ökosystemen im ganzen Land. Um in den USA eine nachhaltige Quantencomputerindustrie aufzubauen, die unsere globalen Konkurrenten übertreffen kann, sind Personalentwicklung, Schaffung von Arbeitsplätzen und organisationsübergreifende Zusammenarbeit erforderlich. Regionale Ökosysteme bestehend aus Universitäten, Forschungslabors und Unternehmen an einem Standort sind eine bewährte Strategie zur Förderung eines positiven Innovationszyklus. Diese Gemeinschaften für Quanteninnovationen sind in den USA bereits entstanden, benötigen jedoch fortlaufende Finanzierung und Unterstützung von allen Regierungsebenen, um in der Weltwirtschaft konkurrenzfähig zu sein.

Atom Computing baut hochskalierbare, Gate-basierte Quantencomputer mit atomaren Arrays aus optisch eingefangenen neutralen Atomen und ermöglicht es Forschern und Unternehmen, beispiellose Durchbrüche zu erzielen.

1Quelle: Global Quantum Intelligence, LLC. 2023.