Když jsem se poprvé pokoušel vysvětlit kvantové výpočetní techniky svým rodičům, neuvěřitelně jsem selhal. Řekl jsem jim, že je to jako používat magii k řešení matematiky.Moje matka se zeptala, zda to znamená, že počítač může pomoci někomu vyhrát loterii.Můj táta si myslel, že to zní jako nesmysl. A víte co?Nejsou úplně špatní. Quantum computing může zpočátku znít divně, ale je založen na skutečné vědě, která posouvá hranice toho, co jsme si mysleli, že počítače mohou udělat. Místo toho, aby pracovali s pouhými 0 a 1 jako běžné počítače, kvantové systémy mohou držet více stavů najednou. To jim umožňuje řešit problémy, které by dnešním nejrychlejším superpočítačům trvaly miliony let v mnohem kratším čase. Takže to zní jako nesmysl, dokud si neuvědomíte, že se to již děje. Proč běžné počítače už nestačí Počítače, které dnes používáme, od vašich smartphonů až po serverové farmy provozující OpenAI, jsou postaveny na . 0s and 1s. These systems use this code to interpret operational commands and user input, then deliver an appropriate response to the user. binary codes Binární kódy Ale když se snažíme řešit složitější problémy v oblastech, jako je AI, klimatická věda, vývoj léků a kybernetická bezpečnost, klasické počítače se snaží držet krok. Kvantové výpočetní techniky nabízejí novou cestu vpřed. Školení pokročilých modelů umělé inteligence, jako je GPT-4, je drahé a náročné na zdroje v masivním měřítku.Existují tisíce GPU, které běží nepřetržitě po týdny a spalují energii a peníze neudržitelnou rychlostí. Zkuste simulovat, jak se několik molekul chová v nové drogy, a dokonce i nejrychlejší superpočítače budou bojovat. proč? Protože počet možných interakcí roste exponenciálně, a klasické systémy musí kontrolovat každý z nich, krok za krokem. Stručně řečeno, čím složitější je problém, tím dříve dosáhneme limitu.Klasické výpočetní techniky nebyly navrženy tak, aby zvládaly tuto škálu, ale kvantové výpočetní techniky mohou. Jak kvantové počítače skutečně fungují Kvantový počítač používá kvantovou mechaniku k manipulaci s informacemi zcela odlišným způsobem ve srovnání s běžnými počítači. Namísto použití bitů, které jsou buď 0 nebo 1, kvantové počítače používají kvantové bity nazývané qubity. Imagine flipping a coin and having it land on both heads and tails at the same time. This happens because of a property called . superposition superpozice To je, když je stav jednoho qubitu okamžitě vázán na jiný, bez ohledu na jejich vzdálenost. umožňuje kvantovým počítačům pracovat na mnoha věcech současně. Entanglement Větrání Kvantové počítače používají speciální operace (kvantové brány) ke změně a ovládání qubitů, aby prozkoumaly mnoho možných řešení problémů najednou. Když počítač měří kubity, usadí se na jedné odpovědi.To je samozřejmě mnohem rychlejší než klasické počítače, které najdou odpovědi tím, že zkontrolují každou možnost jednu po druhé. Je to v pořádku, pokud jste stále trochu zmateni. Neměli byste intuitivně pochopit kvantovou mechaniku. Nebyl to fanoušek. Einsteinová Einsteinová Jednoduše řečeno, kvantový počítač neřeší problémy krok za krokem.Zkoumá každou možnou cestu řešení najednou, zhroutí se na správnou odpověď a pokračuje. A zatímco systémy jsou stále hlučné a náchylné k chybám, kvantové výpočetní techniky se rychle zlepšují. Společnosti jako IBM, IonQ, PsiQuantum a Rigetti jsou směrem k škálování chybotolerantních logických qubitů a budování klastrů schopných napájet užitečné kvantové výpočetní aplikace. Skutečný pokrok již Skutečný pokrok již Jakmile tuto hranici překročíme, domino padne. Je kvantová výpočetní technika jen o rychlosti? Většina lidí si myslí, že kvantové výpočetní techniky budou dělat věci rychleji, ale co je důležitější, změní to, co je výpočetní. Existují určité problémy, které klasické počítače prostě nemohou vyřešit v žádném praktickém časovém rámci. Například Optimalizace logistiky v celosvětovém dodavatelském řetězci s trilióny permutací. Předpovídat, jak se nová molekula léku bude chovat v lidském těle. Simulace reakcí jaderné fúze k vytvoření čisté energie. Rozbít kryptografii, která chrání náš online život (nebo jej nahradit kvantově odolným šifrováním). Nejedná se o úkoly, na které můžeme čekat déle, než je vyřešíme.Jsou neřešitelné, ale kvantové výpočetní techniky je činí řešitelnými. Mezi další výhody kvantového výpočetní techniky oproti klasickým počítačům patří: Quantum spotřebovává méně energie, než si myslíte Kvantové počítače by mohly dělat stejnou práci jako dnešní superpočítače, které používají mnohem méně energie. Klasický superpočítač může nasávat tolik energie jako malé město, ale kvantové počítače budou dělat stejnou práci s tak málo energie, jakou spotřebovává kávovar. Vzhledem k tomu, že svět staví více systémů umělé inteligence, elektrických vozidel a inteligentní infrastruktury, Quantum by se mohl stát alternativou s nízkou spotřebou energie, která také zpracovává rychleji. Quantum silně interaguje s AI. Pokud si myslíte, že AI je nyní na svém vrcholu, počkejte, až dostane kvantové steroidy. Tyto technologie se navzájem doplňují. kvantové algoritmy mohou exponenciálně urychlit výcvik a závěr AI. a obvodového designu. Zlepšení kvantové korekce chyb Zlepšení kvantové korekce chyb Je to virtuální cyklus: AI pomáhá zlepšovat kvantové systémy, zatímco kvantový systém zlepšuje účinnost a rychlost AI. Představte si model umělé inteligence, který může simulovat globální klimatické systémy až na metr čtvereční, nebo přizpůsobit plány léčby rakoviny spuštěním milionů biologických permutací za minuty. Kdo vyhraje kvantový závod? Spoiler alert: this is about power. Čína je v národních kvantových programech. USA jsou , and to be fair, the startup ecosystem is alive and kicking. Vyhazování miliard Evropa není příliš pozadu betting big on private sector leadership Vyhazování miliard Evropa není příliš pozadu Velká sázka na vedení soukromého sektoru Tento závod by mohl dát oběma stranám hospodářskou páku, kybernetickou nadvládu, drogové potrubí a obranu.Kdo se dostane do škálovatelného, tolerantního kvantu jako první, vyhrává. Takže, co byste měli dělat? Kvantové výpočetní techniky nezmění zítra váš notebook.Nebude magicky řešit změnu klimatu.A ne, nepomůže vám vyhrát loterii. Pravdou je, že kvantové počítače byly prokázány pouze jako lepší alternativa k klasickým počítačům v laboratoři, zatím ne v reálném světě. Kvantové bity jsou stále extrémně křehké a jsou ovlivněny drobnými změnami prostředí, které by je způsobily k chybám. Ale časem může znovu definovat, jaké problémy jsou řešitelné a kdo je dokáže vyřešit. Takže čtěte dál. Sledujte počítání qubitů. Sledujte začínající podniky. Pokud jste vývojář, začněte hrát s kvantovými simulátory. Pokud jste zakladatelem, začněte přemýšlet o tom, co by váš produkt udělal, kdyby počítače již nebyly omezením. Příští generace průlomů nebude vybudována navzdory kvantovému faktoru.
