Im Herbst letzten Jahres haben Sie möglicherweise einige Artikel im Internet gesehen, in denen angekündigt wurde, dass Google die Quantenüberlegenheit erreicht hat. Der Begriff Quantenüberlegenheit klingt jedoch wie der Titel, den Sie erhalten, nachdem Sie während eines Science-Studiums einen Killstreak mit zehn Personen absolviert habenBei einer Multiplayer-Kampagne ist und war die Idee, dass Google die Quantenüberlegenheit erreicht, eine massive Entwicklung in der Welt des Quantencomputers.
Für Uneingeweihte Quantenüberlegenheit ist ein Begriff, der in der Welt des Quantencomputers verwendet wird und den Moment beschreibt, in dem ein programmierbares Quantengerät ein Problem lösen kann, das kein klassischer Computer durchführbar lösen kann.
Im Fall von Google und ausführlich beschrieben in ihr veröffentlichtes Papier Der Suchriese gab bekannt, dass sein 54-Qubit-Sycamore-Prozessor eine Berechnung in durchführen konnte. 200 Sekunden das hätte den leistungsstärksten Supercomputer der Welt übernommen 10.000 Jahre zu lösen . Jetzt wurde Googles Moment der Quantenüberlegenheit von Wettbewerbern wie IBM genauestens unter die Lupe genommen und herausgefordert. Dennoch begrüßte die gesamte Forschungsgemeinschaft den historischen Moment für den Bereich des Quantencomputers. Dennoch fragen Sie sich wahrscheinlich, warum es so viel Hype gibtumgebendes Quantencomputing und ob es sich direkt auf Ihr Leben auswirkt.
Nun, heute haben Sie Glück. Wir werden einige der Hauptgründe hervorheben, warum die Menschen vom Quantencomputer so begeistert sind und wie diese aufkommende Technologie Ihr Leben in Kürze prägen wird. Aber wir sind uns selbst vorausBevor wir uns mit den Auswirkungen von Quantencomputern auf die Welt befassen, geben wir Ihnen eine kurze Einführung in Quantencomputer.
Quantum Computing begann 1994 wirklich Interesse zu wecken, als der Mathematiker Peter Shor einen Quantenalgorithmus entwickelte, der die Primfaktoren großer Zahlen effizient finden konnte, was bedeutet, dass diese Algorithmen die Probleme in einer Zeit von praktischer Relevanz lösen konnten, was darüber hinausgehtdie Fähigkeit von "klassischen Algorithmen auf dem neuesten Stand der Technik".
Wie ist das möglich? Sowohl Quantencomputer als auch klassische Computer versuchen, Probleme zu lösen. Die Mittel, mit denen sie Daten manipulieren, um Antworten zu erhalten, sind jedoch grundlegend sehr unterschiedlich.
1. Quantum Computing basiert auf "gruseliger" Wissenschaft
Wie Sie wahrscheinlich vermutet haben, sieht Quantencomputer so aus, als würde die Quantenwelt funktionieren, angetrieben von zwei Prinzipien der quantenmechanischen Überlagerung und Verschränkung. Überlagerung kann ein wenig eingängig sein, aber mit uns ertragen.
Kurz gesagt, Überlagerung bezieht sich auf das Quantenphänomen, bei dem ein Quantensystem in mehreren Zuständen oder Orten gleichzeitig existieren kann. Mit anderen Worten, etwas kann "hier" und "dort" oder "oben" und "unten" sein.Stellen Sie sich vor, Sie hätten ein Computersystem, das gleichzeitig 1 und 0 sein kann. Dieses Prinzip bildet den Rahmen für die grundlegende Informationskomponente eines Quantencomputers, ein Qubit.
Qubits spielen eine ähnliche Rolle wie Bits in einem Computer. As beschrieben in the Frontiers of Engineering: Berichte über Spitzentechnik vom Symposium 2018: "In der klassischen Datenverarbeitung sind Bits Transistoren, die entsprechend den Zuständen 0 und 1 aus- oder eingeschaltet werden können. In Qubits wie Elektronen 0 und1 entsprechen einfach Zuständen wie den oben diskutierten unteren und oberen Energieniveaus. "
"Qubits unterscheiden sich von klassischen Bits, die sich immer im Zustand 0 oder 1 befinden müssen, durch ihre Fähigkeit, sich in Überlagerungen mit unterschiedlichen Wahrscheinlichkeiten zu befinden, die durch Quantenoperationen während der Berechnungen manipuliert werden können."
Kurz gesagt, Quantencomputer führen Berechnungen basierend auf dem Zustand des Wahrscheinlichkeitsobjekts durch, bevor es gemessen wird, sodass sie im Vergleich zu klassischen Computern möglicherweise exponentiell mehr Daten verarbeiten können. Dies ist das Besondere am Quantencomputer. Aufgrund des ÜberlagerungsprinzipsWir sind in der Lage, mehrere Probleme auf unterschiedliche Weise zu lösen.
2. Quantencomputer können "Unsicherheit" im Kopf behalten
Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Sie hätten sowohl einen Quantencomputer als auch einen klassischen Computer gebeten, herauszufinden, wie man aus einem Labyrinth herauskommt. Der herkömmliche Computer würde jeden einzelnen Zweig ausprobieren und alle Pfade ausschließen, bis er über rechts herauskommtverfolgen. Während ein Quantencomputer alle Routen gleichzeitig versucht. A Quantencomputer kann "Unsicherheit im Kopf halten"
Quantencomputer werden verwendet, um einige der wichtigsten Probleme der Welt anzugehen, von künstlicher Intelligenz bis hin zur Gesundheitsversorgung. Sind Sie schon aufgeregt?
3. Quantum Computing wird uns helfen, das Zeitalter der künstlichen Intelligenz einzuleiten.
Wie Sie wahrscheinlich bereits wissen, wird künstliche Intelligenz nahezu jede Facette der Gesellschaft verändern. Tatsächlich haben Sie bereits die Auswirkungen der KI in unseren Smart Homes, im Gesundheitswesen und im Transportwesen gesehen. Dennoch sind wir noch weit entferntweine aus der Welt der allgemeinen KI, KI, die wie Menschen denken und handeln kann.
Quantum Computing wird der Entwicklungswelt der künstlichen Intelligenz mehr Rechenleistung bieten, was wiederum zu robusteren KI-Systemen führen wird, die uns besser verstehen, "für sich selbst denken", effizienteres maschinelles Lernen bieten und kleine und große Probleme besser lösen können. Quantencomputer kann der Schub sein, den wir brauchen um über die enge KI hinauszukommen .
4. Wir werden eine bessere Cybersicherheit haben
Die Grundlage der Online-Sicherheit hängt davon ab, dass große Zahlen in Primzahlen zerlegt werden. Wie oben erwähnt, sind Quantencomputer in dieser Hinsicht hervorragend. Die eventuelle Verbreitung von Quantencomputern wird jedoch letztendlich dazu führen, dass unsere Verschlüsselungsmethoden überholt sind.
Quantencomputer könnten in den falschen Händen zu einer ernsthaften Bedrohung werden. Die gute Nachricht ist jedoch, dass die aufkommende Technologie dank der Eigenschaften der Quantenmechanik, die die Computer antreibt, auch zur Entwicklung neuer Verschlüsselungsmethoden und zur Schaffung einer hochsicheren Kommunikation eingesetzt wird.
5. Quantencomputer werden bereits verwendet, um aufregende neue Technologien zu entwickeln.
Bekommen Sie ein Quantengerät in die Hände? Oder einen neuen Apple Quantum-Computer? Höchstwahrscheinlich nicht. Quantencomputer wird von Technologieunternehmen, Organisationen, F & E, Finanzinstituten usw. verwendet. Darüber hinaus gibt es derzeit Unternehmen, die Quantencomputer verwenden.
Google verwendet sie derzeit, um die in autonomen Fahrzeugen enthaltene Software zu verbessern und chemische Reaktionen besser zu modellieren. Wenn Sie jedoch mit einem Quantencomputer herumspielen möchten, können Sie über dessen Website auf den Quantencomputer von IBM zugreifen und spielen Sie ein paar Kartenspiele damit, wenn Sie möchten .
6. Wettervorhersagen sind viel genauer
Die Wettervorhersage ist sehr genau, weist aber immer noch Mängel auf. Die genaue Vorhersage des Wetters geht weit über die Notwendigkeit hinaus, nur einen Regenschirm für den Tag mitzubringen. Das Wetter kann sich direkt auf das Wachstum und die Funktionalität einer Volkswirtschaft auswirken.
entsprechend fast an Chefökonom Rodney F. Weiher 30% des US-BIP 6 Billionen US-Dollar wird direkt oder indirekt vom Wetter beeinflusst und wirkt sich unter anderem auf die Lebensmittelproduktion, den Transport und den Einzelhandel aus.Quantum Computing wird ein neues Zeitalter in der Wettervorhersage und Vorhersage von Naturkatastrophen einläuten.
7. Quantum Computing wird uns helfen, bessere lebensrettende Medikamente zu entwickeln
Wie oben erwähnt, ist eine der wichtigsten Attraktionen des Quantencomputers die Fähigkeit, unzählige Situationen gleichzeitig zu analysieren, um eine Lösung zu finden. Bei der aktiven Arzneimittelforschung müssen Chemiker die Wechselwirkungen zwischen Molekülen, Proteinen und Chemikalien bewerten, um festzustellen, obMedikamente verbessern bestimmte Zustände oder heilen Krankheiten.
Wie Sie sich vorstellen können, müssen jedoch enorm viele Kombinationen analysiert werden. Quantum Computing könnte diese Kurve halbieren und Chemikern helfen, tragfähige Arzneimitteloptionen schneller zu finden. Darüber hinaus könnte Quantum Computing helfen, die Anzahl zu reduzierendie Zeit, die für die Entwicklung personalisierter Arzneimittelbehandlungen benötigt wird.
In die Zukunft
Es gibt viele Gründe, warum Menschen von Quantencomputern begeistert sein sollten. Erwarten Sie jedoch nicht, dass die Technologie in Ihrem Haushalt hängt. Die Auswirkungen von Quantencomputern werden durch die Verbesserung der Lebensqualität von Menschen auf der ganzen Welt spürbardurch die Schaffung besserer Technologien. Sollten Sie aufgeregt sein? Natürlich. As angegeben von Nella Ludlow: "Quantum Computing verspricht eine disruptive Technologie mit solch dramatischen Geschwindigkeitsverbesserungen, dass echte Lösungen für schwierige Probleme in Stunden und Tagen gelöst werden können."
"Es würde Hunderte von Jahren dauern, bis dieselben Probleme auf unseren besten Supercomputern, die als klassischer Computer bekannt sind, gelöst sind, indem sie sich brutal die Suche nach allen möglichen Lösungen erzwingen."