Het aanbreken van het kwantumtijdperk

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Het aanbreken van het kwantumtijdperk PlatoBlockchain Data Intelligence. Verticaal zoeken. Ai.

Het is een kwart eeuw geleden dat de eerste quantumbits, of qubits, aan elkaar werden gehaakt om een rudimentaire quantumcomputer te maken. Met hun vermogen om zowel de enen als de nullen in traditionele computers tegelijkertijd weer te geven, zijn qubits de meest elementaire componenten van systemen die de huidige computers ver zouden kunnen overtreffen bij het oplossen van bepaalde soorten problemen. Sindsdien hangt de vooruitgang niet zozeer af van harde wetenschap als wel van toegepaste techniek: het creëren van stabielere qubits die hun kwantumtoestand langer dan een fractie van een seconde kunnen vasthouden, ze aan elkaar koppelen in grotere systemen en nieuwe vormen van programmeren bedenken om gebruik maken van de kenmerken van de technologie.

Dit is vergelijkbaar met wat er gebeurde in de begintijd van traditionele computers, na de uitvinding van de transistor in de jaren 1940 en de geïntegreerde schakeling in 1958. Achteraf gezien is de gestage, exponentiële vooruitgang in capaciteit beschreven door de Wet van Moore, die computers naar de mainstream, lijkt onverbiddelijk.

De kwantum leeftijd zal zich waarschijnlijk niet met hetzelfde gevoel van metronomische onvermijdelijkheid ontvouwen. Het heeft het potentieel om grote verrassingen op te leveren, zowel aan de positieve als aan de negatieve kant. Er is een wereldwijde race gaande om nieuwe technieken te bedenken om kwantumeffecten te beheersen en te exploiteren, en om veel effectievere algoritmen te creëren, waardoor de mogelijkheid van plotselinge prestatiesprongen groter wordt.

Zo'n verrassing is gekomen met de publicatie van Chinees onderzoek een manier voorstellen om de meest voorkomende vorm van online codering te doorbreken met behulp van een kwantumcomputer die vergelijkbaar is met de reeds beschikbare. Die prestatie - een potentieel "Spoetnik-moment" - zou naar verwachting veel geavanceerdere kwantumsystemen vereisen die vele jaren in de toekomst liggen.

Andere cybersecurity-experts kwamen uiteindelijk tot de conclusie dat deze methode in de praktijk waarschijnlijk niet zou werken. Een vraag is waarom China de publicatie ervan zou hebben toegestaan, als het echt een manier had getoond om de meeste geheime communicatie in de wereld bloot te leggen. Toch zorgde het nog steeds voor een schok en zou het een wake-up call moeten zijn voor iedereen, vooral in de VS, die zich zorgen maakt over de risico's dat China technologische suprematie ontwikkelt.

Veel bedrijven in sectoren als de chemie, het bankwezen en de automobielindustrie hebben geïnvesteerd in het leren programmeren van kwantumsystemen in de hoop dat de eerste praktisch gebruik zou spoedig kunnen komen. Bij het modelleren van complexe financiële risico's, het ontwerpen van nieuwe moleculen en het versnellen van het data-crunchen in machine learning-systemen, kunnen kwantumsystemen een voorsprong krijgen zodra ze zelfs maar marginaal goedkoper of sneller worden dan bestaande computers.

Dit moment van "kwantumvoordeel" - wanneer de systemen praktische, zij het bescheiden, superioriteit op bepaalde problemen aantonen - ligt nog steeds, verleidelijk, net buiten bereik. Met stijgende investeringen en verwachtingen is de kans op teleurstelling op korte termijn groot, ook al lijkt het langetermijnpotentieel onveranderd.

Het is nog steeds moeilijk om qubits lang genoeg in hun kwantumtoestand te houden om bruikbare berekeningen uit te voeren. De volgende grens ligt in het uitvinden van vormen van foutcorrectie die sommige van de qubits gebruiken om de "ruis" tegen te gaan die wordt veroorzaakt door dit gebrek aan coherentie. Recent onderzoek suggereert dat er vooruitgang wordt geboekt bij het sneller oplossen van dit probleem dan verwacht.

Het potentieel voor doorbraken op gebieden als foutcorrectie heeft de kans op een kwantumschok vergroot - wanneer de machines de sprong maken van een fascinerend wetenschappelijk experiment naar wereldveranderende technologie. Op basis van het ogenschijnlijk gebrekkige Chinese coderingspapier is het overhaast om te voorspellen dat dit moment al nabij is. Maar nu er wereldwijd zoveel moeite wordt gedaan om de eigenschappen van de kwantummechanica voor computers te benutten, is het misschien nog moeilijker om een serieuze overweging van de beloften - en risico's - tot een andere dag uit te stellen.

<!–
->