Ler em português
Квантовата технология се доближава до мейнстрийма. Goldman Sachs наскоро обяви, че може да въведе квантови алгоритми за ценообразуване на финансови инструменти след пет години. Honeywell очаква, че квантовата индустрия ще формира индустрия от $1 трилион през следващите десетилетия. Но защо фирми като Goldman предприемат този скок - особено след като комерсиалните квантови компютри са вероятно след години?
За да разберете какво се случва, е полезно да направите крачка назад и да проучите какво точно правят компютрите.
Нека започнем с днешните цифрови технологии. По своята същност цифровият компютър е аритметична машина. Това направи извършването на математически изчисления евтино и въздействието му върху обществото беше огромно. Напредъкът както в хардуера, така и в софтуера направи възможно прилагането на всички видове компютри към продукти и услуги. Днешните коли, съдомиялни машини и бойлери имат някакъв вид компютър, вграден в тях - и това е още преди да стигнем до смартфони и интернет. Без компютри никога нямаше да стигнем до Луната или да поставим сателити в орбита.
Тези компютри използват двоични сигнали (известните 1s и 0s на кода), които се измерват в „битове“ или байтове. Колкото по-сложен е кодът, толкова повече процесорна мощност е необходима и толкова по-дълго отнема обработката. Това означава, че въпреки всичките им постижения – от самоуправляващите се автомобили до побеждаването на гросмайсторите в Chess and Go – остават задачи, с които традиционните изчислителни устройства се борят, дори когато задачата е разпръсната между милиони машини.
Особен проблем, с който се борят, е категория изчисления, наречена комбинаторика. Тези изчисления включват намиране на подреждане на елементи, което оптимизира дадена цел. С нарастването на броя на елементите, броят на възможните подредби нараства експоненциално. За да намерят най-добрата подредба, днешните цифрови компютри основно трябва да преминават през всяка пермутация, за да намерят резултат и след това да идентифицират кой е най-добрият за постигане на целта. В много случаи това може да изисква огромен брой изчисления (помислете за разбиване на пароли, например). Предизвикателството на комбинаторните изчисления, както ще видим след минута, се прилага в много важни области, от финансите до фармацевтиката. Това също е критично тясно място в еволюцията на AI.
И тук се намесват квантовите компютри. Точно както класическите компютри намалиха разходите за аритметика, квантовите представят подобно намаление на разходите за изчисляване на обезсърчаващи комбинаторни проблеми.
Стойността на Quantum
Квантовите компютри (и квантовият софтуер) се основават на напълно различен модел за това как работи светът. В класическата физика един обект съществува в точно дефинирано състояние. В света на квантовата механика обектите се появяват в точно дефинирано състояние само след като ги наблюдаваме. Преди нашето наблюдение състоянията на два обекта и как те са свързани са въпроси на вероятност. От изчислителна гледна точка това означава, че данните се записват и съхраняват по различен начин - чрез недвоични кубити информация, а не чрез двоични битове, отразяващи множеството състояния в квантовия свят. Тази множественост може да позволи по-бързо и по-евтино изчисление за комбинаторна аритметика.
Ако това звучи умопомрачително, то е защото е така. Дори физиците на елементарните частици се борят да насочат вниманието си към квантовата механика и многото необикновени свойства на субатомния свят, който тя описва, и това не е мястото за опит за пълно обяснение. Но това, което можем да кажем, е, че квантовата механика върши по-добра работа за обяснение на много аспекти от естествения свят, отколкото класическата физика, и побира почти всички теории, създадени от класическата физика.
Quantum се превежда, в света на комерсиалните компютри, като машини и софтуер, които по принцип могат да правят много от нещата, които могат класическите цифрови компютри, и в допълнение правят едно голямо нещо, което класическите компютри не могат: бързо извършване на комбинаторни изчисления . Както описваме в нашата статия, Търговски приложения на квантовите изчисления, това ще бъде голяма работа в някои важни области. В някои случаи значението на комбинаториката вече е известно като централно за домейна.
Тъй като все повече хора насочват вниманието си към потенциала на квантовите изчисления, се появяват приложения извън квантовата симулация и криптиране:
Възможността за квантово изчисление за решаване на широкомащабни комбинаторни проблеми по-бързо и по-евтино насърчи милиарди долари инвестиции през последните години. Най-голямата възможност може да бъде в намирането на повече нови приложения, които се възползват от решенията, предлагани чрез quantum. Както каза професорът и предприемач Алън Аспуру-Гузик, има „роля за въображението, интуицията и приключенията. Може би не става въпрос за това колко кюбита имаме; може би става въпрос за това колко хакери имаме.
