Πώς μοιάζει το μέλλον των κβαντικών υπολογιστών;

By | January 17, 2024

Ο Ulrich Seyfarth του BearingPoint συζητά τα εμπόδια που αντιμετωπίζουν οι κβαντικοί υπολογιστές, τα οφέλη της προσομοίωσης της φύσης και τους πιθανούς κινδύνους που θα μπορούσε να θέσει αυτή η τεχνολογία.

Οι κβαντικοί υπολογιστές είναι ένας συναρπαστικός και εξελισσόμενος τομέας βαθιάς τεχνολογίας, ο οποίος θα μπορούσε να μεταμορφώσει μέρη της κοινωνίας όταν πρόκειται να καρποφορήσει.

Αυτά τα ισχυρά μηχανήματα είναι ικανά να επεξεργάζονται μεγάλες ποσότητες δεδομένων και θα μπορούσαν τελικά να λύσουν προβλήματα πολύ προηγμένα για τους σύγχρονους υπερυπολογιστές, οδηγώντας σε τεράστια οφέλη για την ανθρωπότητα.

Αλλά ο δρόμος για να φτάσετε εκεί δεν είναι εύκολος, καθώς υπάρχουν πολλά τεχνολογικά και επιστημονικά εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν πριν δημιουργηθούν πραγματικοί κβαντικοί υπολογιστές.

Ο Ulrich Seyfarth είναι υπεύθυνος για τις δραστηριότητες της BearingPoint στο Μόναχο. Είπε ότι έχει καταβληθεί μεγάλη προσπάθεια για την επίλυση προβλημάτων με τους κβαντικούς υπολογιστές, αλλά υπάρχει ακόμη πολύς δρόμος.

“Οι κύριες προκλήσεις περιλαμβάνουν τον αριθμό των φορέων πληροφοριών (qubits) που απαιτούνται και την ικανότητα εκτέλεσης μακροχρόνιων υπολογισμών λόγω των επιπτώσεων του θορύβου και της αποσυνοχής που πρέπει να μετριαστούν με ισχυρές μεθόδους διόρθωσης δεδομένων. “λάθη”, είπε ο Seyfarth.

«Το τρέχον στάδιο του κβαντικού υπολογισμού ονομάζεται NISQ (θορυβώδης κβαντική μέσης κλίμακας), περισσότερο ως παιδική χαρά για να συνηθίσουμε στον κβαντικό υπολογισμό παρά ένα στάδιο όπου μπορούμε να επωφεληθούμε από ισχυρές νέες λύσεις. Ωστόσο, αυτός ο ορίζοντας πλησιάζει.

Πολλοί ερευνητές εργάζονται για να μας φέρουν πιο κοντά σε κβαντικούς υπολογιστές χωρίς σφάλματα. Τον περασμένο μήνα, ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT) ισχυρίστηκαν ότι βρήκαν έναν νέο τρόπο για να επιτύχουν ακρίβεια 99,9% σε ορισμένες κβαντικές λειτουργίες.

Νωρίτερα φέτος, η εταιρεία κβαντικών υπολογιστών Quantiniuum ισχυρίστηκε ότι ήταν σε θέση να προσομοιώσει με ακρίβεια ένα μόριο υδρογόνου χρησιμοποιώντας κώδικα ανίχνευσης σφαλμάτων.

Τα πιθανά οφέλη

Όταν – ή αν – φτάσουμε στο στάδιο των κβαντικών υπολογιστών γενικής χρήσης, ο Seyfarth είπε ότι αυτές οι μηχανές θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν με πολλούς διαφορετικούς τρόπους προς όφελος της κοινωνίας. Μια λύση θα ήταν η προσομοίωση πτυχών της φύσης, επειδή «η φύση είναι κβαντική».

«Η κβαντική θεωρία είναι μια θεμελιώδης περιγραφή της φυσικής συμπεριφοράς του κόσμου μας», είπε ο Seyfarth. «Οι υπολογιστές που μιλούν την ίδια γλώσσα με τη φύση είναι οι πλέον κατάλληλοι για την προσομοίωση της.

«Οι δυνατότητες για νέες ανακαλύψεις στη φυσική, τη χημεία, τη βιολογία και άλλες θεμελιώδεις επιστήμες είναι τεράστιες. Η έρευνα θα είναι μια βασική εφαρμογή του κβαντικού υπολογισμού αποκαλύπτοντας νέες ανακαλύψεις που θα αποτελέσουν τη βάση για εφαρμογές σε πολλούς τομείς.

Οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν να ξεπεραστούν ορισμένα σημεία συμφόρησης στις σύγχρονες τεχνολογίες, όπως η μικρογραφία. Για παράδειγμα, ο Seyfarth είπε ότι τα κυκλώματα λειτουργούν τώρα σε τόσο μικρή κλίμακα που τα κβαντικά φαινόμενα θέτουν «σημαντικές προκλήσεις για τη συνέχεια του νόμου του Moore». Αυτή είναι η αρχή ότι ο αριθμός των τρανζίστορ που ενσωματώνονται σε ένα πυκνοκατοικημένο τσιπ θα διπλασιάζεται κάθε δύο χρόνια.

«Φτάνουμε στα όρια της μεταποίησης, σε μια εποχή που η ζήτηση για υπολογιστική ισχύ αυξάνεται ραγδαία», δήλωσε ο Seyfarth. «Πολλοί οργανισμοί εξαρτώνται από την ικανότητά τους να επεξεργάζονται αυξανόμενους όγκους δεδομένων πιο γρήγορα.

«Χρειάζεται μια θεμελιώδης αλλαγή στην υπολογιστική ικανότητα και αυτό οδηγεί τις σημαντικές επενδύσεις που βλέπουμε στην τεχνολογία κβαντικών υπολογιστών. »

Αν και υπάρχουν διάφορες προκλήσεις, ο Seyfarth προβλέπει ότι το μέλλον της κβαντικής τεχνολογίας είναι «υποσχόμενο» και ότι νέο κβαντικό υλικό, αλγόριθμοι, μέθοδοι επεξεργασίας και άλλες ανακαλύψεις θα αναπτυχθούν στο μέλλον.

«Η ανάπτυξη κβαντικών μεταγλωττιστών, αφηρημένων γλωσσών και η υπολογιστική ισχύς που διατίθεται σε πλατφόρμες cloud και ενδιάμεσων λογισμικών θα διευκολύνει την πρόσβαση σε αυτήν την τεχνολογία, δημιουργώντας επίσης νέες βιομηχανίες και οικοσυστήματα γύρω από αυτήν», δήλωσε ο Seyfarth.

Αν και δεν υπάρχει σαφής πρόβλεψη για το πότε ο κβαντικός υπολογιστής θα γίνει πραγματικά διαθέσιμος στις επιχειρήσεις, ο Seyfarth είπε ότι οι οργανισμοί θα πρέπει να κατανοήσουν τις μελλοντικές τους ανάγκες επεξεργασίας δεδομένων και τις δυνατότητες του κβαντικού υπολογιστή για να τους βοηθήσουν να «παραμείνουν ανταγωνιστικοί».

«Όσοι αρχίζουν νωρίς να αναπτύσσουν την κατανόησή τους για την τεχνολογία και τις πιθανές επιπτώσεις της θα είναι σε καλύτερη θέση για να αξιοποιήσουν τη δύναμή της», είπε ο Seyfarth. «Αν πιστεύετε ότι η τεχνολογία κβαντικών υπολογιστών είναι δυνητικά σχετική με τη μελλοντική σας επιχείρηση, ένα καλό μέρος για να ξεκινήσετε είναι να επενδύσετε στην ανάπτυξη εσωτερικής γνώσης στον οργανισμό σας.

«Καθώς η τεχνολογία γίνεται πιο προσιτή από άποψη Ε&Α, θα μπορούσε να εξεταστεί το ενδεχόμενο έναρξης πιλοτικών έργων, αν και [it] Θα είναι σημαντικό να μην επενδύσετε πάρα πολύ σε έναν μόνο πάροχο τεχνολογίας σε αυτό το πρώιμο στάδιο. »

Οι κίνδυνοι των νέων τεχνολογιών

Οι μετασχηματιστικές τεχνολογίες μπορούν επίσης να έχουν αρνητικές συνέπειες κατά την εισαγωγή τους, όπως η χρήση της γενετικής τεχνητής νοημοσύνης ως εργαλείου για τη διάδοση παραπληροφόρησης και την υποκίνηση κυβερνοεπιθέσεων.

Οι κβαντικοί υπολογιστές δεν αποτελούν εξαίρεση και ο Seyfarth είπε ότι οι οργανισμοί και η κοινωνία πρέπει να αντιμετωπίσουν τους νέους κινδύνους που παρουσιάζουν οι νέες τεχνολογίες.

«Σε μια εποχή που η υπολογιστική ισχύς είναι ένας σημαντικός μοχλός της οικονομίας και της κοινωνίας μας, είναι πιθανό η πρόσβαση σε αυτήν την ισχύ να συγκεντρωθεί για έναν μικρό αριθμό οντοτήτων», δήλωσε ο Seyfarth. «Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε ανισορροπίες στα ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα στον κλάδο.

«Φυσικά, υπάρχει επίσης ο κίνδυνος ορισμένες θέσεις εργασίας να καταστούν απαρχαιωμένες, ενώ δημιουργείται ζήτηση για άλλους νέους ρόλους – επομένως θα εναπόκειται στην κοινωνία να διασφαλίσει ότι θα υπάρχουν επαρκείς ενισχύσεις για τη διευκόλυνση της επανεκπαίδευσης. »

Ένα άλλο βασικό ζήτημα στον ψηφιακό κόσμο είναι η κυβερνοασφάλεια και πώς οι νέες τεχνολογίες μπορούν να διαταράξουν αυτό το τοπίο. Ο κβαντικός υπολογιστής ενέχει κίνδυνο λόγω της ικανότητάς του να σπάει τη σύγχρονη κρυπτογραφία, που χρησιμοποιείται για την κρυπτογράφηση δεδομένων και επικοινωνιών.

Οι ειδικοί έχουν προειδοποιήσει για τον κίνδυνο κλοπής και αποθήκευσης κρυπτογραφημένων δεδομένων από χάκερ, με στόχο να τα αποκρυπτογραφήσουν γρήγορα μόλις οι κβαντικοί υπολογιστές γίνουν πιο προσιτή πραγματικότητα. Μερικές φορές αυτό ονομάζεται τακτική “αποθηκεύστε τώρα, αποκρυπτογραφήστε αργότερα”.

«Μυστικά δεδομένα που πρέπει να είναι ασφαλή για περισσότερα από 10 χρόνια είναι ήδη εκτεθειμένα σε μελλοντικές επιθέσεις», είπε ο Seyfarth. «Οι οργανισμοί θα πρέπει να προετοιμάσουν μέτρα μετριασμού του κινδύνου, συμπεριλαμβανομένης της ανάλυσης των μεθόδων κρυπτογράφησης δεδομένων που χρησιμοποιούνται και της εφαρμογής κλιμακούμενων μεθόδων κρυπτογράφησης, εάν είναι απαραίτητο.

«Η μετα-κβαντική κρυπτογραφία, μια τεχνολογία παρόμοια με τις τρέχουσες κρυπτογραφικές λύσεις, αλλά με υψηλότερες απαιτήσεις όσον αφορά την υπολογιστική ισχύ και το μέγεθος του κλειδιού, θα μπορούσε να χρησιμεύσει στην ελαχιστοποίηση των κινδύνων – ένας άλλος τομέας που πρέπει να παρακολουθήσετε από την ωριμότητα των προτύπων».

10 πράγματα που πρέπει να γνωρίζετε παραδίδονται απευθείας στα εισερχόμενά σας κάθε μέρα. Εγγραφείτε στο Ημερήσια σύνοψηΣύνοψη βασικών ειδήσεων για την επιστήμη και την τεχνολογία της Silicon Republic.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *