הערת העורך: פוסט זה נכתב על ידי המועצה המייעצת לבינה מלאכותית של CompTIA.
+ + +
בשנים האחרונות, הטכנולוגיות המתפתחות הפכו בולטות. ביניהם, למחשוב קוונטי יש פוטנציאל ייחודי לשנות את העולם שלנו בצורה הטובה ביותר. מחשוב קוונטי הראה ראיות מבטיחות להאצת חישובים היוריסטיים בצורה מדהימה. לפיכך, יישום מחשוב קוונטי בתוך פתרונות מורכבים כדי לטפל בבעיות בגילוי תרופות וחומרים, פיננסים, יישומי רכב אוטונומי, בינה מלאכותית ותחומים אחרים תהיה בעלת השפעה משמעותית על חיינו. בפרט, למחשוב קוונטי יש פוטנציאל להגדיל את ההשפעות (הן החיוביות והן השליליות) של יישומי AI רבים.
"אני חושב שבינה מלאכותית יכולה להאיץ מחשוב קוונטי, ומחשוב קוונטי יכול להאיץ בינה מלאכותית."
ככל שארגונים עובדים כדי להפוך ליותר דיגיטליים, שמירה על הטרנספורמציות הטכנולוגיות הקרובות היא קריטית לתכנון ואסטרטגיה טובים יותר. הודות להתקדמות הטכנולוגית הללו, חברות עשויות לקצור רווחים אמיתיים ממחשוב קוונטי. עם זאת בחשבון, בואו נחקור 10 דברים שכדאי לכם להיות מודעים אליהם בכל הנוגע לעולמות המחשוב הקוונטי ובינה מלאכותית.
1. מאפיינים עיקריים של מחשוב קוונטי
במה שנקרא מחשבים קלאסיים, ביטים מתוכנתים כיחידות נתונים עם ערכים אפשריים של אחדים ואפסים. במחשבים קוונטיים, יחידות נתונים מתוכנתות עם סיביות קוונטיות -קווביטים-שיכול לייצג אחד, אפס או שילוב של אפס ואחד בו-זמנית.
אנלוגיה טובה היא מתג אור, שבמחשבים קלאסיים יכול להיות מצב מופעל או כבוי. עם קיוביטים במחשבים קוונטיים, המתג יכול לקבל כל ספקטרום של מיקומים מההפעלה ועד לכבוי בו-זמנית. היכולת הפיזית של הקיוביטים מביאה לידי ביטוי את שני המאפיינים העיקריים של מחשוב קוונטי.
- חֲפִיפָה. זה מתייחס ליכולת של קיוביטים להיות גם מופעל וגם כבוי בו זמנית, או איפשהו בספקטרום בין השניים. חוסר הוודאות וההסתברות הללו שנאפו ביחידת הנתונים הופכים את המערכת לחזקה בפתרון סוגים מסוימים של בעיות.
- הִסתַבְּכוּת. זוהי היכולת של קיוביטים המקושרים יחד להשפיע על עצמאותו של זה גם אם הם נפרדים פיזית. ככזה, אם יש לנו שני קיוביטים והמיקום של אחד משתנה, השני מושפע גם אם הקיוביטים מופרדים. מאפיין זה מעניק יכולת עוצמתית להזיז מידע במהירויות גבוהות להפליא.
2. מהיר יותר וטוב יותר
למחשבים קוונטיים יש ארבע יכולות בסיסיות המבדילות אותם מהמחשבים הקלאסיים של ימינו:
- פירוק לגורמים ראשיים הממנף מרחבים רב-ממדיים כדי לחקור מרחבים בעייתיים גדולים ויכול לחולל מהפכה בהצפנה.
- אופטימיזציה על ידי פתרון בעיות גדולות/מורכבות במהירות חסרת תקדים.
- סימולציה, שבה מחשבים קוונטיים מדגמים בעיות מורכבות ביעילות.
- בינה מלאכותית קוונטית עם אלגוריתמים טובים יותר מהירים ומדויקים יותר. צוות המחקר הקוונטי של יבמ מצא שהסתבכות של קיוביטים במחשב הקוונטי שהריץ ניסוי סיווג נתונים הורידה את שיעור השגיאות בחצי בהשוואה לקיוביטים לא מסובכים.
יישומים בעסק יתנו מענה לבעיות מורכבות. לדוגמה:
- פיתוח פרמצבטי מצריך מודלים של מולקולות חומרים שקשה לשמצה מכיוון שאטומים במולקולות מקיימים אינטראקציה עם אטומים אחרים בדרכים מורכבות. תכונת ההסתבכות הירושה של מחשבים קוונטיים מתאימה את עצמה כאן לא רע.
- מינוף בינה מלאכותית קוונטית כדי להאיץ את הזמן והדיוק עבור מערכות אימון כגון אלו ברכבים אוטונומיים.
משירותים פיננסיים, תרופות ומוצרים רפואיים, בריאות, אנרגיה, טלקום, מדיה, נסיעות, לוגיסטיקה וביטוח, ישנן מספר תעשיות שכולם ייהנו משמעותית ממחשוב קוונטי.
3. מגבר הטיה
אפקט ההגברה של המחשוב הקוונטי חורג ממהירות ודיוק. זה גם מדגיש את ההטיה האפויה שקיימת במודלים של AI/ML. ככאלה, יישומים שפגיעים להטיה אלגוריתמית (למשל, במרחב המיון התעסוקתי, שיטור וכו') עלולים להפוך ליותר ויותר. במילים אחרות, למחשוב קוונטי עשויה להיות תופעת לוואי שלילית מגדילה שעלולה להפוך יישומים כאלה למסוכנים מכדי להשתמש בבקרות מקלות מיוחדות. זוהי השפעה לא מכוונת שכל מי שעובד עם AI/מחשוב קוונטי חייב להכיר ולהתחשב בפתרונות שלו.
4. מורכבות אלגוריתמית מוגברת, שקיפות והסבר
סוגיית הליבה הנוכחית של AI היא חוסר השקיפות וההסבר שלה, במיוחד כאשר ממנפים אלגוריתמים מורכבים כמו למידה עמוקה. אם מערכת בינה מלאכותית מנוצלת להחלטות המשפיעות ישירות על החיים, כגון החלטות באולם בית המשפט, הטבות סוציאליות לקהילות, או אפילו החלטה מי מקבל הלוואה ובאיזה שיעור, זה קריטי ביסודו שניתן לקשור את ההחלטה לעובדות מוחשיות. אינם מפלים בפועל.
באופן מובן, מחשוב קוונטי במערכות בינה מלאכותיות כאלה מגביר את המורכבות שמתואמת עם שקיפות והסבר לרעה.
5. תקן קריפטוגרפי חדש
חסרון מרכזי של הטכנולוגיה הנפלאה הזו הוא היכולת שלה לפצח רבות מההגנות המשמשות לאבטחת האינטרנט ויישומים קריטיים אחרים. מחשוב קוונטי מהווה איום רציני על מערכות אבטחת הסייבר עליהן מסתמכות כמעט כל חברה. רוב הסיסמאות של היום לחשבונות מקוונים ועסקאות ותקשורת מאובטחות מוגנות באמצעות אלגוריתמי הצפנה כגון RSA או SSL/TLS. התקן הנוכחי מסתמך על המורכבות בפירוק מספרים גדולים לראשוניים. עם זאת, זהו סוג של בעיה שמחשבים קוונטיים מעולים בפתרון. שבירת סיסמה עם הסטנדרטים הנוכחיים שלנו ייקח למחשב קלאסי 100 שנים, אך ניתן לבצע תוך שניות עם מחשב קוונטי. ההשפעה הזו חורגת מעבר לסיסמאות של חשבונות אישיים - היא כוללת חשיפת תקשורת פרטית, נתוני חברה ואפילו סודות צבאיים. כדי להתמודד עם זה, המכון הלאומי של ארה"ב לתקנים וטכנולוגיה (NIST) עומד בראש המאמץ העולמי למצוא אלגוריתמי הצפנה פוסט-קוונטיים שיהיו מהירים ומהימנים. דסטין מודי, מתמטיקאי NIST שעובד על המאמץ, אמר בפגישת קריפטוגרפיה של IBM, "אנו מקווים שהגרסה הסופית תהיה מוכנה לחלוטין ותפורסם בסביבות 2024."
6. לא תחליף למחשבים נוכחיים
מחשבים קלאסיים טובים יותר במשימות מסוימות מאשר מחשבים קוונטיים (דוא"ל, גיליונות אלקטרוניים ופרסום שולחני, אם להזכיר כמה יישומים). הכוונה של מחשבים קוונטיים היא להיות כלי אחר לפתרון בעיות שונות, לא להחליף מחשבים קלאסיים. אז כן, עדיין יהיו לנו מערכות מחשב כפי שאנו מכירים אותן, או גרסה שלה כמו שאנחנו מכירים כרגע, לעתיד הנראה לעין.
7. התקרבות למיינסטרים
פריצות הדרך הטכנולוגיות הקוונטיות ממשיכות להאיץ, ההשקעות זורמות פנימה, וסטארט-אפים בתחום המחשוב הקוונטי ממשיכים להתרבות. חברות טכנולוגיה גדולות כמו עליבאבא, אמזון, יבמ, גוגל ומיקרוסופט כבר השיקו שירותי ענן מסחריים למחשוב קוונטי.
למרות שמחשוב קוונטי כמושג קיים מאז תחילת שנות ה-1980, ההוכחה האמיתית הראשונה לכך שמחשבים קוונטיים יכולים להתמודד עם בעיות מסובכות מדי עבור מחשבים קלאסיים התרחשה רק בסוף 2019, כאשר גוגל הודיעה כי המחשב הקוונטי שלה פתר חישוב כזה רק ב-200 שניות. גולדמן זאקס הודיעה לאחרונה שהיא יכולה להציג אלגוריתמים קוונטיים לתמחר מכשירים פיננסיים תוך חמש שנים. Honeywell צופה שהקוואנטום יהווה תעשייה של טריליון דולר בעשורים הבאים.
שפע הפעילות מצביע על כך שמנהלי מערכות מידע ומנהיגים אחרים צריכים להתחיל לגבש את אסטרטגיות המחשוב הקוונטי שלהם, במיוחד בתעשיות, כמו תרופות שבהן ההשפעה תהיה משמעותית.
8. זה לא ממש מעבר לפינה
למרות שהושגה התקדמות משמעותית בבניית מערכות מחשוב קוונטי שונות, אנחנו לא קרובים לאחד בכל ארגון - שלא לדבר על בכל משק בית. בהסתמך על סטארט-אפים בתחום המחשוב הקוונטי שגייסו מאות מיליוני דולרים, אין ציפייה שמערכות מחשוב קוונטי יהפכו לסטנדרט יומיומי בחמש השנים הקרובות. עיכוב זה נובע במידה רבה מהקשיים שעדיין נמשכים, לרבות הקשיים להנדס, לבנות ולתכנת מערכות מחשוב קוונטי, לרבות רעש, תקלות, אובדן קוהרנטיות קוונטית וכמובן תג המחיר הגבוה הקשור למערכות מחשוב קוונטי.
9. דרושים שבבי מוליכים למחצה וכישרון
המגיפה הביאה לשינויים מרכזיים בדרך שבה אנו חיים, כולל נורמליזציה של עבודה מהבית, שיבושים בשרשרת האספקה ומבטים חשודים לכל מי שמשתעל לידך. זה גם הדגיש את הביקוש הגבוה אך ההיצע הנמוך של שבבי מוליכים למחצה. ממכשירים טכנולוגיים ועד כלי רכב, הביקוש המוגבר השפיע באופן משמעותי על המחירים לצרכן. עם הופעת המחשבים הקוונטים, הביקוש רק יגדל עוד יותר, וישפיע על הזמינות והעלות של מוליכים למחצה בהתאם. מעבר למגבלות אספקת החומרה, עדיין אין כמעט מספיק משאבים שהוכשרו לתמוך במערכות מחשוב קוונטי ובמערכת האקולוגית בכללותה.
10. התקדמות מחשוב קוונטי קשורות
בשנים האחרונות ראינו התקדמות המחשוב בשתי דרכים מרכזיות - פריצות דרך בלמידת מכונה לפיתוח אלגוריתמים המשתפרים אוטומטית באמצעות ניסיון, ומחקר של מחשבים קוונטיים שיכולים תיאורטית להוכיח שהם חזקים יותר מכל מחשב על.
- ממריסטור קוונטי. מדענים יצרו את אב הטיפוס הראשון של מכשיר המכונה א ממריסטור קוונטי, שעשוי לעזור להפגיש את הטוב משני העולמות הללו - שילוב של בינה מלאכותית עם מחשוב קוונטי ליכולות חסרות תקדים.
- מדרגיות/קוואנטום על שבב. האם אתה עדיין מדמיין חדר גדול מלא בציוד של ציוד, מוניטורים לאיכות נקייה וצוות מסור לבקרת טמפרטורה כשחושבים על מחשוב קוונטי? ובכן, שימו קצת סלסה על זה והעבירו לי משקה כי ההתפתחויות האחרונות עשו זאת מחשוב קוונטי על שבב. את העבודה הובילה עבודתו של מומחה הקוואנטים ריברלנס מקיימברידג' עם חברת הקוואנטים הדיגיטלית SEEQC בניו יורק ובלונדון. לשבב המחשוב הקוונטי יש מערכת הפעלה משולבת לניהול זרימת עבודה ו-qubit.
עם הופעתו של גל מחשוב חדש זה, למנהלי מערכות מידע ולמנהיגים בכל ענפי התעשייה יש חובת אמון והזדמנות ייחודית להחזיק את האצבעות על הדופק של טכנולוגיה חדשה המגדירה את העולם שהיא מחשוב קוונטי.
אמנם אימוץ נרחב ויישומים עבור מחשוב קוונטי עשויים להיראות רחוקים, אבל עכשיו זה הזמן עבור MSPs וחברות טכנולוגיה אחרות להתחיל ללמוד את עצמן על הטכנולוגיה. כאשר לקוחות מתחילים לשמוע על זה יותר - ולשאול שאלות - אתה רוצה להיות מוכן עם התשובות, וייעוץ לגבי הכיוון הנכון המותאם ללקוח שלך.
(ג) COMPTIA
