Quantum Computing QC sitzt seit fünf bis zehn Jahren auf dem "revolutionären Technologiezaun". Die aktuellen Iterationen sind zwar immer noch nicht auf dem höchsten Potenzial der Technologie, aber dennoch beeindruckend leistungsfähig.
Im Jahr 2019 wurde der 53-Qubit-Quantencomputer von Google entwickelt, ein Gerät, mit dem komplexe Probleme in etwa drei Minuten gelöst werden können. Dies klingt möglicherweise nicht so beeindruckend. Wenn Sie jedoch berücksichtigen, dass dieselben Berechnungen berücksichtigt worden wärenWenn Sie nach etwa 1.000 Jahren einen Nicht-Quantencomputer fertig stellen, beginnen Sie, die Leistung des Quantencomputers zu verstehen.
Sowohl große als auch kleine Unternehmen investieren große Mengen an Ressourcen in die Entwicklung von Quantencomputern. Viele argumentieren, dass dies die nächste große Sache in der Technologiewelt sein könnte. Bis 2025 soll der Quantencomputermarkt bis 2025 erreicht seineine Bewertung von 770 Millionen US-Dollar . Zwischen 2017 und 2018 erlebte das Quantencomputing einen "Quantengoldrausch", bei dem die Anleger strömten. 450 Millionen US-Dollar in das Quantencomputing. Während die disruptive Technologie weiter reift, könnte ihre unglaubliche Rechenleistung genutzt werden, um lebensrettende Medikamente zu entdecken, neue Materialien zu entwickeln, effizientere Geräte zu bauen, Finanzstrategien zu erfinden usw.
Also ja, Quantencomputer könnten verwendet werden, um viele komplexe Probleme zu lösen. Es müssen jedoch einige Hürden überwunden werden, bevor es endlich in das revolutionäre Technologiegebiet springen kann. Zum Glück gibt es Unternehmen, die uns näher an den Zaun bringen.
Quantencomputer müssen skalierbar werden
Quantencomputer ersetzen Ihren Desktop nicht. Lassen Sie uns dies zunächst aus dem Weg räumen. Quantencomputer können bestimmte Arten von Problemen weitaus effizienter lösen als klassische Computer. Sie spielen jedoch nicht auf einem Quantencomputer. Wie bereits erwähntzuvor speichern Quantencomputer Informationen in Qubits.
Sie sind das Quantenanalogon der Einsen und Nullen in unseren Computergeräten. Aufgrund der Quanteneigenschaften dieser Qubits können sie gleichzeitig sowohl 1 als auch 0 darstellen. Dies gibt Quantencomputern weitaus mehr Rechenleistung als herkömmliche Computer.
Zum Beispiel hat ein 50-Qubit-Computer die Rechenleistung, um 1.000 Billionen Berechnungen gleichzeitig durchzuführen. Selbst die größten Supercomputer der Welt können das nicht. Warum beeilen wir uns also nicht, 100, 500 oder sogar zu bauen? 1.000 Qubit-Quantencomputer ? Das Problem ist die Skalierbarkeit.
Qubits sind zerbrechlich; jede Unvollkommenheit oder Rauschquelle im System kann zu Fehlern führen, die bei einer Quantenberechnung zu falschen Lösungen führen. Deshalb müssen Quantenmaschinen in isolierten Umgebungen, die bei extrem kalten Temperaturen arbeiten, sorgfältig abgeschirmt werdenzur Korrektur von Quantenfehlern wurde entwickelt, es ist energie- und ressourcenintensiv und stellt erhebliche technische Herausforderungen.
Aus diesem Grund ist es nicht einfach, Quantencomputer so zu vergrößern, dass sie über ihre derzeitige rudimentäre Stufe hinausgehen. Es ist ein Gleichgewicht, da eine Qubitskala und Fehler direkt gegeneinander spielen.
Unternehmen wie Microsoft haben die Herausforderungen und Schritte beschrieben, die erforderlich sind Quantencomputer bis zur Reife . Gleichzeitig hat IBM kürzlich Pläne angekündigt, a 1.000-Qubit-Quantencomputer bis 2023 .
Start-ups arbeiten daran, Quantencomputer zur Reife zu bringen
Kleinere Unternehmen wie Qblox arbeiten an der Bereitstellung einer massiv skalierbaren Steuerungsarchitektur für bis zu 100 Qubits. Die jüngste Cluster-Serie, die dieses Jahr erstmals vorgestellt wird, ist ein modulares 19-Zoll-Rack-System, mit dem bis zu 20 Qubits von einem einzigen Gerät aus gesteuert werden können.
Ihr Qblox-Cluster befasst sich auch mit anderen relevanten Quantencomputerproblemen, z. B. der Verbesserung der Qualität von Qubits und Operationen und der Suche nach Möglichkeiten zur Verwendung von Quantenfehlerkorrektur- und Fehlerminderungsstrategien. Die erfolgreiche Bewältigung dieser Herausforderungen könnte das Quantencomputer für immer verändern. Es gibt große und kleine UnternehmenArbeiten an eigenen internen und kommerziellen Versionen von Quantencomputern.
Quantum Computing könnte der Luft- und Raumfahrtindustrie helfen, neue Höhen zu erreichen
Quantencomputer Technologien halten Einzug in die Luft- und Raumfahrtindustrie, um eine Vielzahl komplexer Branchenprobleme anzugehen. Unternehmen wie Airbus setzen seit Anfang 2015 auf QC. Statt einen eigenen Quantencomputer zu entwickeln, haben sie versucht, bestehende Systeme anzupassenQuantencomputer zur Handhabung und Speicherung großer Datenmengen, einschließlich Sortieren und Analysieren von Bildern, die von Satelliten gestreamt werden.
Sie verwenden sogar die neuartige Technologie, um brandneue, extrem haltbare Materialien für Flugzeuge zu erforschen und sogar herzustellen. Airbus hat kürzlich sogar einen Wettbewerb für quantencomputergesteuerte Lösungen gestartet, um Probleme bei der Optimierung des Wingbox-Designs und bei der Berechnung der Fluiddynamik von Wingbox-Computern anzugehen.
Quantenkommunikationsnetze sind nicht zu weit in die Zukunft
Anfang 2017 gab das Telekommunikationsunternehmen AT & T bekannt, dass es eine Partnerschaft mit dem California Institute of Technology eingehen wird, um eine eigene Quantennetzwerktechnologie zu entwickeln. Obwohl viele glauben, dass ein Quantennetzwerk der Science-Fiction näher ist als der Realität, haben die jüngsten Durchbrüche bei der ÜbertragungDas Speichern und Manipulieren von Quanteninformationen hat einige Physiker davon überzeugt, dass ein einfacher Beweis des Prinzips unmittelbar bevorsteht. Im Jahr 2020 wurde ein hybrides Quantennetzwerk für die demonstriert. zum ersten Mal .
Quantennetzwerke würden uns ein beispielloses Maß an Sicherheit und Geschwindigkeit bieten. 2017 begannen das Telekommunikationsunternehmen und das Jet Propulsion Laboratory der NASA sowie das US-Energieministerium mit dem Aufbau eines Quantennetzwerks, das bei gehostet wird. Fermilab in Batavia, Illinois
Quantum Computing könnte eine Rolle bei der Schaffung künstlicher Intelligenz spielen
Quantenalgorithmen könnte den Weg in das maschinelle Lernen finden und die Lernfähigkeiten intelligenter Maschinen verbessern. Dies wird letztendlich zu Verbesserungen in der Entwicklung, besseren Vorhersagetechniken und einer höheren allgemeinen "Intelligenz" führen. Wir werden jedoch noch keine superintelligenten Maschinen haben.
Genau wie beim klassischen Computing im Vergleich zum Quantencomputing ist ein Quantenalgorithmus nur für bestimmte Fälle nützlich. Kurz gesagt, Quantenalgorithmen ersetzen nicht ihre traditionellen Gegenstücke.
"Quantum Machine Learning kann effizienter sein als klassisches maschinelles Lernen, zumindest für bestimmte Modelle, die mit herkömmlichen Computern nur schwer zu erlernen sind." sagt Samuel Fernández Lorenzo, ein Forscher für Quantenalgorithmen. "Wir müssen noch herausfinden, inwieweit diese Modelle in praktischen Anwendungen vorkommen."
Quantum Computing hilft uns bei der Suche nach neuen Medikamenten
Die Entwicklung eines neuen Arzneimittels kann äußerst umständlich sein. Um ein wirksames Arzneimittel zu entwickeln, müssen Chemiker die Wechselwirkung zwischen Molekülen, Proteinen und Chemikalien bewerten, um festzustellen, ob Arzneimittel bestimmte Zustände verbessern oder Krankheiten heilen.
Dieser Prozess dauert derzeit ziemlich lange. Mit der Rechenleistung eines Quantencomputers könnten Forscher jedoch mehrere Moleküle, Proteine und Chemikalien gleichzeitig oder viel schneller als derzeit überprüfen. Dies könnte es Chemikern ermöglichenbestimmen lebensfähige Medikamentenoptionen viel schneller.
Das Eintreffen von True Quantum Computing dauert 5-10 Jahre.
Die oben genannten Herausforderungen und Hürden sind nur einige der Herausforderungen, die Quantencomputertechnologien zurückhalten. Google ist derzeit weltweit führend in Bezug auf die Quantenverarbeitungsleistung. IBM wird voraussichtlich bereits im nächsten Jahr einen 127-Qubit-Computer herausbringen. Jüngere Unternehmen wie Qblox treiben die Branche voran und bieten innovative Lösungen für diese Herausforderungen. Es wird interessant sein zu sehen, wo und wie sich das Quantencomputing im nächsten Jahrzehnt entwickeln wirdverwendet werden.
Hast du übrigens jemals gespielt Quantenschach ?