В первый раз, когда я попытался объяснить квантовые вычисления своим родителям, я потерпел грандиозный провал. Я сказал им, что это как использование магии для решения математики.Моя мама спросила, значит ли это, что компьютер может помочь кому-то выиграть в лотерею. И вы знаете что? они не совсем ошибаются. Квантовые вычисления могут звучать странно сначала, но они основаны на реальной науке, которая выдвигает границы того, что мы думали, что компьютеры могут сделать. Вместо того чтобы работать только с 0 и 1 как обычные компьютеры, квантовые системы могут держать несколько состояний одновременно. Это позволяет им решать проблемы, которые бы потребовали бы сегодняшним самым быстрым суперкомпьютерам миллионы лет в гораздо меньшее время. Так что это звучит как нелепость, пока вы не поймете, что это уже происходит. Почему обычных компьютеров уже недостаточно Компьютеры, которые мы используем сегодня, от ваших смартфонов до серверных ферм, работающих с OpenAI, построены на 0s и 1s. Эти системы используют этот код для интерпретации операционных команд и ввода пользователя, а затем предоставляют соответствующий ответ пользователю. Бинарные коды Бинарные коды Но в то время как мы пытаемся решать более сложные проблемы в таких областях, как ИИ, климатическая наука, разработка лекарств и кибербезопасность, классические компьютеры сталкиваются с трудностями, чтобы оставаться в курсе. Квантовые вычисления открывают новый путь вперед. Обучение передовых моделей ИИ, таких как GPT-4, дорогое и ресурсоемкое в огромном масштабе. Есть тысячи графических процессоров, работающих непрерывно в течение нескольких недель, сжигая энергию и деньги в неустойчивом темпе. Попробуйте симулировать, как несколько молекул ведут себя в новом препарате, и даже самые быстрые суперкомпьютеры будут бороться.Потому что количество возможных взаимодействий растет экспоненциально, и классические системы должны проверять каждый из них, шаг за шагом. Короче говоря, чем сложнее проблема, тем быстрее мы достигнем предела.Классические вычисления не были разработаны, чтобы справиться с этой шкалой, но квантовые вычисления могут. Как квантовые вычисления на самом деле работают Квантовый компьютер использует квантовую механику для обработки информации совершенно по-другому, чем обычные компьютеры. Вместо того, чтобы использовать биты, которые являются либо 0 или 1, квантовые компьютеры используют квантовые биты, называемые кубитами. Представьте, что вы поворачиваете монету и приземляетесь на ее голове и хвосте одновременно. . Суперпозиция Суперпозиция Это когда состояние одного кубита мгновенно связано с другим, независимо от их расстояния. Квантовые компьютеры могут работать над многими вещами одновременно. Взаимоотношения Взаимоотношения Квантовые компьютеры используют специальные операции (квантовые ворота) для изменения и управления кубитами, чтобы они исследовали множество возможных решений проблемы сразу. Когда компьютер измеряет кубиты, они устанавливаются на один ответ.Это, конечно, намного быстрее, чем классические компьютеры, которые находят ответы, проверяя каждую возможность один за другим. Вы не должны интуитивно понимать квантовую механику; даже Не был фанатом. Эйнштейн Эйнштейн Но просто говоря, квантовый компьютер не решает проблемы шаг за шагом, он исследует каждый возможный путь решения сразу, обрушается на правильный ответ и движется дальше. И хотя системы все еще шумны и склонны к ошибкам, квантовые вычисления быстро совершенствуются. Такие компании, как IBM, IonQ, PsiQuantum и Rigetti в сторону масштабирования терпимых к ошибкам логических кубитов и построения кластеров, способных питать полезные квантовые вычислительные приложения. already making real progress Реальный прогресс уже сделан Как только мы преодолеем этот порог, домино падают. Квантовые вычисления – это только скорость? Большинство людей думают, что квантовые вычисления просто сделают вещи быстрее, и, конечно, они сделают это, но, что более важно, они изменят то, что вычислимо. Существуют определенные проблемы, которые классические компьютеры просто не могут решить в любых практических сроках. К примеру; Оптимизация логистики в глобальной цепочке поставок с триллионами пермутаций. Предсказание того, как новая молекула лекарств будет вести себя в организме человека. Симуляция реакций ядерного синтеза для создания чистой энергии. Разрыв криптографии, которая защищает нашу онлайн-жизнь (или замена ее квантовым шифрованием). Это не задачи, которые мы можем ждать дольше, чтобы решить.Они не поддаются обработке, но квантовые вычисления делают их поддающимися обработке. Некоторые из других преимуществ квантовых вычислений перед классическими компьютерами включают: Квантовая энергия использует меньше энергии, чем вы думаете Квантовые компьютеры могли бы выполнять ту же работу, что и сегодняшние суперкомпьютеры, используя гораздо меньше энергии. Классический суперкомпьютер может поглощать столько же энергии, сколько небольшой город, но квантовые компьютеры выполнят ту же работу с такой же малой энергией, что и кофеварка. По мере того, как мир строит больше систем ИИ, электромобилей и интеллектуальной инфраструктуры, Quantum может стать альтернативой с низким потреблением энергии, которая также работает быстрее. Quantum взаимодействует мощно с AI. Если вы думаете, что ИИ сейчас находится на пике, подождите, пока он не получит квантовые стероиды. Эти технологии дополняют друг друга.Квантовые алгоритмы могут экспоненциально ускорить обучение ИИ и вывод. и циркуляционный дизайн. helping improve quantum error correction Помогает улучшить корекцию квантовой ошибки Это добродетельный цикл: ИИ помогает улучшить квантовые системы, в то время как квантовая система улучшает эффективность и скорость ИИ. Представьте себе модель ИИ, которая может имитировать глобальные климатические системы до квадратного метра или персонализировать планы лечения рака, выполняя миллионы биологических пермутаций за минуты. Кто победит в квантовой гонке? Предупреждение от спойлеров: речь идет о власти. Китай является в национальных квантовых программах. США является , и честно говоря, экосистема стартапов жива и поднимается. Сбросить миллиарды ЕС далеко не позади Большая ставка на лидерство в частном секторе Сбросить миллиарды ЕС далеко не позади Большая ставка на лидерство в частном секторе Эта гонка могла бы дать каждой стороне экономический рычаг, доминирование в сфере кибербезопасности, наркотические трубопроводы и оборону.Кто первым получит масштабируемую квантовую толерантность, тот выигрывает. Итак, что вы должны делать? Квантовые вычисления не заменят ваш ноутбук завтра.Это не волшебно решит проблему изменения климата.И нет, это не поможет вам выиграть лотерею. Правда в том, что квантовые компьютеры были доказаны только как лучшая альтернатива классическим компьютерам в лаборатории, а не в реальном мире. Квантовые биты по-прежнему крайне хрупки и подвержены незначительным изменениям в окружающей среде, что делает их склонными к ошибкам. Но со временем он может переопределить, какие проблемы можно решить, и кто их решает. Следите за количеством кубитов.Смотрите стартапы.Если вы разработчик, начните играть с квантовыми симуляторами.Если вы основатель, начните думать о том, что ваш продукт сделает, если компьютеры больше не будут ограничением. Следующее поколение прорывов не будет построено, несмотря на квант.
