Gostujoča kolumna Quantum Particulars: »Vzpon kvantnega računalništva in njegove možnosti« – Inside Quantum Technology

»Quantum Particulars« je uredniška gostujoča rubrika, ki vsebuje ekskluzivne vpoglede in intervjuje s kvantnimi raziskovalci, razvijalci in strokovnjaki, ki obravnavajo ključne izzive in procese na tem področju. V tem članku avtorja Shubham Munde, višji analitik tržnih raziskav pri Market Research Future® (MRFR), ki razpravlja o zgodovini kvantnega računalništva. 

Svet je bil priča veličastnemu napredku na področju računalništva. Od izuma prvega računalnika do razvoja superračunalnikov je vsaka inovacija premaknila meje možnega. Evolucija računalnikov je popolnoma spremenila človeško življenje in še naprej igra pomembno vlogo v skoraj vseh vidikih človeškega življenja. Klasični računalniki so krojili 20. stoletje, na začetku 21. stoletja pa so ljudje spoznali, da imajo klasični računalniki svoje meje in jih že skoraj dosegli, zato so potrebovali nov, zmogljivejši računalnik od klasičnega. Omejitve klasičnih računalnikov so znanstvenike spodbudile k razvoju nove vrste računalništva, imenovane kvantno računalništvo.

Kaj je kvantno računalništvo?

Kvantno računalništvo je multidisciplinarno področje, ki zajema vidike računalništva, fizike in matematike, ki uporablja kvantno mehaniko za reševanje preveč zapletenih problemov hitreje kot na običajnih računalnikih. Kvantni računalniki bi lahko obdelali informacije milijonkrat hitreje kot običajni računalniki. To je zato, ker kvantni računalniki uporabljajo kubite, običajno majhne delce (atome, ione, fotone ali elektrone), ki hranijo informacije in se obnašajo v skladu z zakoni kvantne fizike. Zato lahko veliko hitreje obdela veliko večjo količino informacij kot klasičen računalnik. 

Podjetja, kot so IBM, Google, Intel, D-Wave sistemiin Microsoft tekmujejo pri izdelavi kvantnih računalniških orodij. Vendar IBM prejel pozornost ko so leta 2016 sprva napovedali kvantni računalnik, ki bo na voljo javnosti kot storitev v oblaku za raziskovalce. Nato so globalna podjetja spoznala ves potencial kvantnih računalnikov pri reševanju zapletenih problemov, ki jih klasični računalniki ne zmorejo, in mnoga podjetja že uporabljajo revolucionarno tehnologijo. Podjetja kot npr Mercedes-Benz, Boeing, JSR Corporation, Mitsubishi Chemical, ExxonMobil in CERN že uporabljajo o tehnologija za reševanje zapletenih problemov, kot so zapletenost dobavne verige, odkrivanje skrivnosti vesolja, izboljšanje kemije baterij itd. 

Na začetku, znanstveniki uporablja za predlaganje kvantni računalniki niso komercialno uporabni, če njihova zmogljivost ne dosega vsaj 1,000 kubitov. Od takrat so kvantni računalniki z višjimi kubiti postali nuja za globalna podjetja. Številna podjetja so dosegla pomemben napredek pri rasti kubitov, razvoj pa se še vedno nadaljuje. IBM je pred kratkim v ospredju doseganja tega mejnika Uvedeno IBM Condor, 1,121 superprevodni qubit kvantni procesor temelji na tehnologiji navzkrižno resonančnih vrat. Condor premika meje obsega in izkoristka pri oblikovanju čipov s 50-odstotnim povečanjem gostote kubitov. Z zmogljivostjo, ki je primerljiva s prejšnjim 433-qubitnim Ospreyjem, služi kot mejnik novosti, rešuje obseg in informira o prihodnji zasnovi strojne opreme.

Možni primeri uporabe kvantnih računalnikov

S tehnološkim napredkom kvantnih računalnikov so možni primeri uporabe izjemno narasli. Kvantni računalniki so lahko zelo koristni za vsako industrijsko panogo pri reševanju preveč zapletenih problemov in iskanju vseh možnih rešitev. Danes postajajo industrije, kot so energetika in elektrika, avtomobilizem, kemikalije, transport in logistika, zdravstvo, vesoljska in obrambna industrija, IT in telekomunikacije, kmetijstvo, proizvodnja in elektronika glavni končni uporabniki. Poleg tega se kvantni računalniki ne širijo samo v poslovnih sektorjih. Tehnologija ima potencial tudi za reševanje globalnih problemov in ustvarjanje bolj trajnostne prihodnosti. Kvantni računalniki so tako močan ki bi lahko pomagali pri reševanju kompleksnih težav, kot so bolezen, hrana in podnebne krize. Podnebna kriza postaja eno glavnih ključnih vprašanj za svetovno prebivalstvo. Kvantni računalniki se lahko spoprimejo s temi kompleksnimi vprašanji tako, da ponudijo vse možne rešitve. Uporaben je lahko za različne aplikacije, kot so vremenska napoved, ravnanje z odpadki in upravljanje z vodo. 

Sčasoma bo napredek kvantnih računalnikov z večjim številom kubitov odprl znatne možnosti, ki se danes zdijo samo znanstvena fantastika. Vendar pa bi lahko bil napredek v številu kubitov tudi resna skrb za prihodnost. Glede na raziskave, ki sta ga izvedla Universal Quantum, Univerza v Sussexu in Qu&Co, bi lahko kvantni računalnik s 13 milijoni fizičnih kubitov zlomil šifriranje Bitcoin v enem dnevu; in potreboval bi 300-milijonski računalnik qubit, da bi ga zlomil v 60 minutah. Najsodobnejši kvantni računalniki imajo danes samo 1,121 kubitov in se za zdaj lahko štejejo za varne pred kvantnim napadom, vendar se kvantne računalniške tehnologije hitro širijo z rednimi preboji, ki vplivajo na takšne ocene in jih naredijo zelo možen scenarij v naslednjih 10 let, ki vključuje šifriranje Bitcoina in bolj razširjene tehnike, kot je šifriranje RSA. 

Z ogromnim napredkom kvantnih računalnikov je še vedno nekaj izzivov, ki jih je treba premagati. Tehnične ovire, kot so razširljivost, odpravljanje napak in ohranjanje koherence qubit, ostajajo pomembni izzivi, ki zahtevajo stalne raziskave in razvoj. Obstaja tudi velika vrzel v nadarjenosti, kvalificirana delovna sila s strokovnim znanjem o kvantni strojni opremi, programski opremi in algoritmih je ključnega pomena, a trenutno primanjkuje. Zaskrbljenost glede kvantne varnosti in morebitne zlorabe tehnologije zahteva skrben premislek in odgovoren razvoj.

Kljub izzivom se zdi prihodnost kvantnega računalništva svetla. Z nadaljnjimi naložbami, raziskavami in sodelovanjem lahko v prihodnjih letih pričakujemo pomemben napredek. Čeprav lahko traja nekaj časa, preden kvantni računalniki postanejo vseprisotni, je njihov potencial za revolucijo različnih industrij in reševanje kompleksnih problemov nesporen. S potencialom za prelomni napredek in transformativne aplikacije se pričakuje, da bo trg kvantnega računalništva v prihodnjih letih dosegel znatno rast. Po ocenah MRFR, bo svetovni trg kvantnega računalništva do leta 31.3 verjetno rasel s precejšnjo stopnjo CAGR 2032 %. Trg poganjajo dejavniki, kot so naraščajoče povpraševanje po računalniški moči, naraščajoče vladne in zasebne naložbe, napredek v tehnologiji qubit in razvoj kvantni algoritmi in programska oprema. 

Shubham Munde je višji analitik za tržne raziskave in ima tehnično ozadje na področju informacijske tehnologije (IT), polprevodnikov in avtomobilske industrije ter ima več kot 5 let izkušenj na področju tržnih raziskav in analitike. Njegove odgovornosti vključujejo rudarjenje podatkov, analizo in izvedbo projektov. Raziskoval je različne tehnološke industrije, vključno z Metaverse, spletom 3.0, varnostjo brez zaupanja, kibernetsko varnostjo, verigo blokov, kvantnim računalništvom, robotiko, tehnologijo 5G, visoko zmogljivim računalništvom, podatkovnimi centri, AI, avtomatizacijo, IT opremo, senzorji, polprevodniki , električna vozila in mnogi drugi. Prispeval je k projektom za podjetja s seznama Fortune 500 in posredoval dragocene vpoglede globalnim strankam, vključno s sindikalnimi, svetovalnimi in vladnimi projekti.

Tags: MRFR, kvantno računalništvo, kvantne podrobnosti, Shubham Munde

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
• vir: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-particulars-guest-column-the-rise-of-quantum-computing-and-its-prospects/