Раскрытие потенциала квантовых вычислений: революция в отраслях и решение сложных задач
Знаете ли вы, что 14 апреля отмечается как Всемирный день квантовой науки? Постоянная Планка описывает поведение частиц и волн в атомном масштабе, включая корпускулярные свойства света, на которых основаны квантовые вычисления.
Так что же такое Квантовые вычисления?
Квантовые вычисления — это исследование разработки компьютерных технологий, основанных на принципах квантовой теории, берущей начало в физике. Квантовые вычисления используют комбинацию битов для выполнения определенных вычислительных задач. Как следствие, мы видим развитие квантовых компьютеров, которые представляют собой машины, использующие свойства квантовой физики для хранения данных и выполнения вычислений. Это может быть чрезвычайно полезно для быстрого и эффективного решения сложных и масштабных операций. В то время как классические компьютеры, включая смартфоны и ноутбуки, кодируют информацию в двоичные «биты», которые могут быть либо 0, либо 1. В квантовом компьютере основной единицей памяти является квантовый бит или кубит.
Применение квантовых вычислений:
Использование операций квантовых вычислений в различных приложениях может помочь в улучшении процессов во многих отраслях, сэкономить время в миллионы раз и обеспечить путь к решению самых сложных задач. Ниже перечислены некоторые из приложений, где квантовые вычисления могут сыграть значительную роль:
- Вычислительная химия: Одним из наиболее перспективных применений квантовых вычислений будет в области вычислительной химии. Обычным компьютерам сложно обрабатывать мельчайшие и огромные количества молекул, но квантовые вычисления предоставляют стратегический путь для картирования молекул, что, в свою очередь, предоставляет возможность для фармацевтических исследований. Некоторые из критических проблем, которые можно решить с помощью квантовых вычислений, находятся в области клинических испытаний in silico
- Искусственный интеллект: Искусственный интеллект уже является развивающейся технологией в различных областях, от электронной коммерции и здравоохранения до финансов и образования. Но вместе с квантовыми вычислениями станет намного проще принимать решения
- Финансы: Квантовые вычисления могут помочь в создании более точных симуляций и прогнозов рыночной активности, чтобы облегчить функции аналитиков, что не удается классическим компьютерам
- Здравоохранение: Эффективность квантовых вычислений в здравоохранении может привести к множеству значительных прорывов, таких как быстрое секвенирование ДНК и обработка больших объемов данных здравоохранения.
Ниже упомянуты некоторые другие основные приложения:
Компании-мегагиганты, внедряющие технологию квантовых вычислений в свой бизнес:
- IBM: Она стала первой компанией в 2016 году, предложившей доступ к квантовым вычислениям на основе облачных технологий, и теперь она планирует выпустить 433-кубитный процессор под названием Osprey и Condor, 1121-кубитный процессор, который придет на смену в 2023 году, с надеждой на более эффективное решение проблем.
- QCI: Компания верит в дополнение классических вычислений квантовыми вычислениями и, с этим видением, представила программное обеспечение как услугу (SaaS) под названием Qatalyst, платформу квантовых вычислений.
- Xanadu: Канадский стартап, предлагающий самую первую платформу квантовых вычислений на основе фотоники, доступную через облако, где эта система использует свет вместо сверхпроводников, что позволяет им работать при комнатной температуре.
- Microsoft: Ее облачная платформа Azure представила квантовые компьютеры, изготовленные Honeywell и IonQ, для решения проблем, которые недоступны обычным машинам. BMW, Airbus и Roche уже тестируют квантовые компьютеры от Microsoft.
Анализ рынка:
Согласно Fortune Business Insights; Ожидается, что объем рынка квантовых вычислений вырастет с 486,1 млн долларов США в 2021 году до 3 180,9 млн долларов США в 2028 году при среднегодовом темпе роста в 30,8% в течение периода 2021-2028 годов. При этом стоимость рынка в 2020 году составила 392,5 миллиона долларов США. Обнаружено, что спрос на квантовые вычисления будет расти с течением времени, поскольку он широко используется многими вычислительными сервисами.
Будущее квантовых вычислений:
Поскольку суперкомпьютеры ограничены решением линейных задач, и становится трудно найти решения хаотических задач, в которых квантовые вычисления используют решения для сложных задач, таких как моделирование белков, с использованием физики квантовой механики. Он также может одновременно пробовать несколько решений. Он также может поддерживать данные, обрабатываемые системами ИИ, что требует огромной вычислительной мощности.
Заключение:
Как мы теперь знаем, квантовые вычисления добавляют ценность многим приложениям благодаря использованию кубитов, которые могут быть одновременно 1 и 0, но мы не можем заглушить недостатки квантовых вычислений. Одной из самых сложных частей является его надежный характер, его чрезвычайно трудно спроектировать. Кроме того, квантовый процессор будет иметь свои собственные проблемы с эффективностью и нагревом.
Следовательно, характеристики, которые делают квантовые системы способными, также делают их хрупкими и приводят к разрушению всей системы.
Автор: Рия Сингх