Будущее квантовых вычислений уже здесь. Быстрое развитие квантовых вычислений окажет большое влияние на будущее вычислений. Квантовый компьютер может изменить наши представления о вычислениях, экспоненциально увеличив скорость обработки и предоставив доступ к ранее недоступным данным.
Содержание статьи
Квантовые вычисления — это настоящее или будущее?
Квантовые вычисления — это и настоящее, и будущее. В отличие от классических вычислений, в которых для представления данных и выполнения операций используются биты, в квантовых вычислениях используются кубиты (квантовые биты), которые могут существовать в нескольких вероятностно определенных состояниях, известных как суперпозиция. Это позволит квантовым компьютерам выполнять определенные виды вычислений намного быстрее, чем классические компьютеры.
Хотя это все еще развивающаяся технология, в последние годы в этой области были достигнуты значительные успехи. Квантовые компьютеры уже созданы и используются исследователями и компаниями для решения различных задач, таких как задачи оптимизации и моделирования квантовых систем.
Однако квантовые вычисления все еще находятся в зачаточном состоянии, и существует множество технических и практических проблем, которые необходимо решить, прежде чем они станут основной технологией. Эти задачи включают повышение стабильности и масштабируемости квантового оборудования, разработку более совершенных алгоритмов и методов исправления ошибок, а также поиск новых приложений, которые могут использовать преимущества уникальных свойств квантовых вычислений.
Что ждет квантовые вычисления в будущем?
Квантовые вычисления — это быстро развивающаяся область, и ее будущее полно захватывающих возможностей. Несколько потенциальных направлений для квантовых вычислений в будущем перечислены ниже:
1. Улучшенное оборудование
Разработка оборудования, способного надежно выполнять квантовые вычисления, является одной из основных задач квантовых вычислений. Чтобы смягчить эффекты шума и декогеренции, исследователи разрабатывают более совершенные квантовые процессоры и совершенствуют методы исправления ошибок.
2. Приложения в химии и материаловедении
Моделируя сложные химические реакции и взаимодействия, которые сложно или невозможно смоделировать с помощью классических компьютеров, квантовые вычисления могут значительно ускорить открытие новых материалов и лекарств.
3. Достижения в области криптографии
Квантовые вычисления потенциально могут взломать многие алгоритмы шифрования, используемые сегодня для защиты конфиденциальной информации. Однако исследователи также работают над разработкой новых квантово-безопасных методов шифрования, устойчивых к атакам квантовых компьютеров.
4. Оптимизация и машинное обучение
Квантовые вычисления можно использовать для решения задач оптимизации, неразрешимых для классических компьютеров, таких как проблемы, возникающие в логистике и управлении цепочками поставок. Квантовое машинное обучение также может предложить значительные улучшения в анализе данных и распознавании образов.
5. Гибрид классических и квантовых вычислений
Для многих приложений может потребоваться сочетание классических и квантовых вычислений для достижения наилучших результатов. Исследователи разрабатывают методы интеграции классических и квантовых алгоритмов, чтобы использовать сильные стороны каждого подхода.
В целом, у квантовых вычислений светлое будущее, и они могут произвести революцию в самых разных областях, от медицины до финансов и кибербезопасности. Тем не менее, квантовые вычисления могут быть недоступны для реальных приложений в течение нескольких лет.
7 компаний будущего, занимающихся квантовыми вычислениями
Теперь мы рассмотрим некоторые из этих новых стартапов и компаний в этой области, основанных в течение последних года или двух, которые являются инновационными в своих подходах и имеют хорошие шансы раскрыть некоторые возможности квантовых технологий.
1. Abelian
Abelian применяет постквантовые криптографические алгоритмы для обеспечения долгосрочной безопасности и конфиденциальности цифрового золота клиентов, ABEL. Abelian гарантирует, что адреса кошельков скрыты и не отслеживаются, а также защищает сумму в транзакциях, скрытых с помощью схем связываемой кольцевой подписи на основе решетки. Боковые цепи, смарт-контракты и интероперабельность будут разработаны для поддержки различных приложений и инициатив DeFi, Metaverse и Web3.
Abelian базируется в Ирвине, штат Калифорния, и возглавляется криптографами, математиками, инженерами, разработчиками и экспертами по кибербезопасности.
2. Planqc
Стартап по квантовым вычислениям на нейтральном атоме появился в Мюнхенской квантовой долине в 2022 году (и стал первым, кто сделал это), команда основателей planqc, состоящая из Александра Глетцле, Себастьяна Блатта, Йоханнеса Цайхера, Лукаса Райхсолльнера, Анн-Кристин Ахляйтнер и Маркуса Вагнера, объединяет десятилетия международных исследований в области квантовых технологий нейтрального атома.
Квантовые компьютеры planqc построены на точности атомных часов, квантовых газовых микроскопов и высокоскоростных вентилей Ридберга и хранят информацию в отдельных атомах — лучших кубитах природы.
3. Bohr Quantum Technology
Bohr Quantum Technology — это стартап из Пасадены, штат Калифорния, который разработал готовую к коммерческому использованию квантовую сетевую систему, которую он намеревается коммерциализировать на основе IP, опубликованного в декабре 2020 года (лицензированная технология от CalTech и Fermilab). Они переносят сложность световой сети в стойку, позволяющую объединять в сеть квантовые данные. Это позволяет масштабировать квантовые компьютеры (т. е. иметь возможность подключать QPU, которые ограничены криокамерой) и их общую полезность (например, перепутывать и распутывать чипы в здании или даже в разных городах).
Бизнес также заинтересован в удаленных сетях и создании сетей квантовой памяти на большие расстояния. Его технология предлагает точное время, сетевые компьютеры и доказуемо безопасную связь.
4. Diraq
Diraq — квантовая компания полного цикла, создающая квантовый компьютер на основе спиновых кубитов кремниевой КМОП. Стартап из Сиднея, Австралия, основанный в 2022 году, изобрел эту революционную технологию в 2014 году и подал на нее патент.
Запатентованные КМОП-кубиты Diraq, ориентированные на создание отказоустойчивых квантовых компьютеров, имеют тот же размер, что и современные транзисторы, и изготовлены так же. Diraq поддерживает 28 патентов и патентных заявок в основных юрисдикциях. Основателем Diraq является генеральный директор Эндрю Джурак, чье намерение в течение следующих десяти лет состоит в том, чтобы бизнес развивал свои чипы от прототипов до чипов кремниевых квантовых процессоров в нанометровых масштабах.
5. SCALINQ
Основываясь на исследованиях, проведенных в Технологическом университете Чалмерса в течение многих лет и основанном в 2021 году, SCALINQ ставит своей целью упростить масштабирование квантовых компьютеров. Компания SCALINQ, являющаяся экспертами в области сверхпроводящих квантовых вычислений и стремящаяся помочь фирмам и клиентам эффективно реализовать более крупные квантовые процессоры, базируется в Гётеборге, Швеция.
Ее междисциплинарная команда ведущих исследователей с компетенциями в области квантовой инженерии, микроволновой техники и проектирования оборудования в сочетании с бизнес-разработчиками, имеющими инженерный опыт.
6. SandboxAQ
SandboxAQ использует экспоненциальную мощь AI + Quantum Technology — AQ. Sandbox AQ и некоторые из ее команды возникли в Alphabet Inc., которая стала независимой организацией в 2022 году. Миссия компании — разрабатывать продукты с интенсивными вычислениями для финансовых услуг, здравоохранения, телекоммуникаций и государственного сектора.
7. BlueQubit
Основанная в 2022 году Грантом Гарибяном и Айком Тепаняном компания BlueQubit, базирующаяся в районе залива Калифорнии, создает первое в своем классе квантовое программное обеспечение для текущих и будущих квантовых компьютеров.
Насколько ярко будущее квантовых вычислений?
По мере развития квантовых вычислений мир, который в настоящее время является научной фантастикой, станет реальностью. С их помощью мы сможем очень быстро обрабатывать огромные объемы данных, позволяя создавать невообразимые на данный момент симуляции. В результате станет возможным совершенно новый уровень искусственного интеллекта, который ускорит прогресс в области геномики, лечения заболеваний и технологий возобновляемых источников энергии, и это лишь некоторые из них. В мире, в котором стоимость энергии стремительно падает до нуля, мы будем жить дольше и здоровее.
Будем надеяться, что, когда технология станет более мощной и распространенной, мы будем использовать ее только в благих целях.
