Uwolnienie potencjału przetwarzania kwantowego: Rewolucjonizacja branż i rozwiązywanie złożonych problemów
Czy wiesz, że 14 kwietniathjest obchodzony jakoŚwiatowy Dzień Kwantowy? Stała Plancka opisuje zachowanie cząstek i fal w skali atomowej, w tym aspekt cząsteczkowy światła, na którym opiera się przetwarzanie kwantowe.
Więc co to jestPrzetwarzanie Kwantowe?
Przetwarzanie kwantowe to badanie rozwoju technologii komputerowych opartych na zasadach teorii kwantowej, wywodzącej się z fizyki. Przetwarzanie kwantowe wykorzystuje kombinację bitów do wykonywania określonych zadań obliczeniowych. W rezultacie obserwujemy rozwój komputerów kwantowych, które są maszynami wykorzystującymi właściwości fizyki kwantowej do przechowywania danych i wykonywania obliczeń. Może to być niezwykle korzystne dla szybkiego i wydajnego rozwiązywania złożonych i ogromnych operacji. Natomiast komputery klasyczne, w tym smartfony i laptopy, kodują informacje w binarnych „bitach”, które mogą mieć wartość 0 lub 1. W komputerze kwantowym podstawową jednostką pamięci jest bit kwantowy lub kubit.
Zastosowania przetwarzania kwantowego:
Wykorzystanie operacji przetwarzania kwantowego w kilku zastosowaniach może pomóc w ulepszeniu procesów w wielu branżach, zaoszczędzić miliony razy więcej czasu i zapewnić ścieżkę do najbardziej złożonych problemów. Poniżej wymieniono niektóre z zastosowań, w których przetwarzanie kwantowe może odegrać znaczącą rolę:
- Chemia obliczeniowa: Jednym z najbardziej obiecujących zastosowań przetwarzania kwantowego będzie chemia obliczeniowa. Dla konwencjonalnych komputerów trudno jest przetwarzać najmniejsze i ogromne liczby cząsteczek, ale przetwarzanie kwantowe zapewnia strategiczną drogę do mapowania cząsteczek, co z kolei daje szansę na badania farmaceutyczne. Niektóre z krytycznych problemów, które można rozwiązać za pomocą przetwarzania kwantowego, dotyczą obszaru badań klinicznych in silico
- Sztuczna inteligencja:Sztuczna inteligencjajest już rozwijającą się technologią w różnych dziedzinach, od e-commerce i opieki zdrowotnej po finanse i edukację. Ale wraz z przetwarzaniem kwantowym o wiele łatwiej będzie podejmować decyzje
- Finanse: Przetwarzanie kwantowe może pomóc w tworzeniu dokładniejszych symulacji i prognoz aktywności rynkowej, aby ułatwić funkcje analityków, czego klasyczne komputery nie potrafią
- Opieka zdrowotna: Skuteczność przetwarzania kwantowego w opiece zdrowotnej może umożliwić wiele znaczących przełomów, takich jak szybkie sekwencjonowanie DNA i przetwarzanie dużych ilości danych dotyczących opieki zdrowotnej.
Niektóre z innych głównych zastosowań wymieniono poniżej:
Mega-gigantyczne firmy wprowadzające technologię przetwarzania kwantowego do swoich działalności to:
- IBM: Stała się pierwszą firmą w 2016 roku, która zaoferowała dostęp do przetwarzania kwantowego w chmurze, a teraz planuje wypuścić procesor 433-kubitowy o nazwie Osprey i Condor, procesor 1121-kubitowy, który odniesie sukces w 2023 roku, mając nadzieję na bardziej efektywne rozwiązywanie problemów
- QCI: Firma wierzy w uzupełnianie klasycznych obliczeń o przetwarzanie kwantowe i z tą wizją zaprezentowała oprogramowanie jako usługę (SaaS) o nazwie Qatalyst, platformę przetwarzania kwantowego
- Xanadu: Kanadyjski start-up oferujący pierwszą platformę przetwarzania kwantowego opartą na fotonice, dostępną za pośrednictwem chmury, gdzie system ten wykorzystuje światło zamiast nadprzewodników, pozwalając im działać w temperaturze pokojowej
- Microsoft: Jego platforma chmury Azure wprowadziła komputery kwantowe wyprodukowane przez Honeywell i IonQ, aby rozwiązywać problemy, które są poza zasięgiem konwencjonalnych maszyn. BMW, Airbus i Roche testują już komputery kwantowe firmy Microsoft
Wgląd w rynek:
Według Fortune Business Insights; oczekuje się, że rynek przetwarzania kwantowego wzrośnie z 486,1 mln USD w 2021 r. do 3180,9 mln USD w 2028 r., przy CAGR na poziomie 30,8% w latach 2021-2028. Gdzie wartość rynku wyniosła 392,5 mln USD w 2020 r. Stwierdzono, że zapotrzebowanie na przetwarzanie kwantowe będzie rosło wraz z pojawiającym się czasem, ponieważ jest szeroko wykorzystywane przez wiele usług obliczeniowych.
Przyszłość przetwarzania kwantowego:
Ponieważ superkomputery są ograniczone do rozwiązywania problemów liniowych i trudno jest znaleźć rozwiązania dla problemów chaotycznych, w których przetwarzanie kwantowe wykorzystuje rozwiązania dla złożonych problemów, takich jak modelowanie białek, wykorzystując fizykę mechaniki kwantowej. Może również próbować kilku rozwiązań jednocześnie. Może również obsługiwać dane przetwarzane przez systemy AI, co wymaga ogromnej mocy obliczeniowej.
Wniosek:
Jak wiemy, przetwarzanie kwantowe zwiększa wartość wielu zastosowań poprzez wykorzystanie kubitów, które mogą mieć jednocześnie wartość 1 i 0, ale nie możemy zrezygnować z wad przetwarzania kwantowego. Jedną z najbardziej wymagających części jest jego solidny charakter, niezwykle trudno jest go zaprojektować. Ponadto procesor kwantowy będzie miał własne problemy z wydajnością i nagrzewaniem.
Dlatego cechy, które sprawiają, że systemy kwantowe są wydajne, sprawiają również, że są delikatne i powodują rozpad całego systemu.
Autor:Riya Singh