Kvantinis šuolis: pasiruošimas naujos kartos kompiuterinėms technologijoms


Nors kvantinis kompiuteris tik pradeda kurtis, technologijos pažadas tebėra neginčijamas: problemą, kuri šiandien galingiausiam klasikiniam kompiuteriui išspręsti užtrunka šimtus tūkstančių metų, universalus, gedimams atsparus kvantinis kompiuteris galėtų išspręsti valandų ar dienų klausimas.

Tačiau mokslo ir inžinerijos srityse vis dar reikia padaryti didelį šuolį, kad galėtume panaudoti kvantinį pranašumą – posūkio tašką, kuriame kvantiniai kompiuteriai gali išspręsti problemas, kurių negali išspręsti klasikiniai kompiuteriai. Nors šis pranašumas buvo įrodytas atliekant mokslinius tyrimus, pramonės programos vis dar turi ką veikti.

Tam yra keletas priežasčių. Reikia daug nuveikti dėl pačių kvantinių bitų arba „kubitų“ kokybės. Dėl savo prigimties jie yra gana trapūs ir jautrūs išoriniams trukdžiams. Šiuo metu norint stabilizuoti ir naudoti vieną kubitą skaičiavimo tikslais, reikia 10 000 kubitų. Tada yra mastelio problema. Kad pamatytume pranašumą, mums reikės kvantinio kompiuterio su mažiausiai 500–1000 kubitų, bet mes dar nepasieksime šio etapo.

Kodėl tada šiandien kalbame apie kvantinį skaičiavimą? Ir kokie yra padariniaijei tokių yra, tiek technologijų vadovams, tiek kitiems pramonės lyderiams, kurie vis dar gali sėsti į tvorą?

Nors vyriausybės ir kvantinių technologijų tiekėjai deda dideles pastangas siekdami pasiekti kvantinį pranašumą pramoninėje aplinkoje, ekspertai taip pat mato didelį pramonės galutinių vartotojų postūmį suprasti technologiją ir valdyti jos raidą.

Ankstyvieji įvaikintojai

Tai lemia keli veiksniai. Proveržis gali įvykti bet kuriuo metu ir kai kurie iš jų jau įvyko anksčiau laiko. Kitas elementas, dėl kurio problema tampa aktualesnė, yra tiesiog riboti talentų ir kvantinių mašinų ištekliai. Christophe’as Jurczakas, rizikos kapitalo fondo „Quantonation“ vadovaujantis partneris, mano, kad paklausos mažinimas yra neišvengiamas. „Dabar tinkamas laikas pažvelgti į technologiją prieš įrodant kvantinį pranašumą. Iššūkis čia yra tas, kad tą dieną, kai nustatome vieną ar kelis naudojimo atvejus, kuriuos verta paleisti kvantiniuose kompiuteriuose, mašinų neužteks“, – komentuoja jis.

Jis sako, kad šiandien visame pasaulyje yra ne daugiau kaip 100 mašinų ir pirmiausia naudos turės tie, kurie užmezgė ryšius su pardavėjais. Visiems kitiems tektų palaukti. Šis laukimas, mano Boston Consulting Group partneris Mattas Langione’as, gali turėti egzistencinių pasekmių įmonėms.

„The alternatyviosios išlaidos neinvestuojant į kvantus gali būti egzistencinis. Įsivaizduokite farmacijos įmonę, kuri gali ieškoti visos atitinkamos cheminės erdvės. Naudodami kvantinį kompiuterį, kai jis prisijungs prie interneto, jie galėtų tiesiog atrasti įvairiausių vaistų, juos užpatentuoti ir veiksmingai užstumti rinką į kampą, išvalydami konkurentų lauką“, – aiškina jis. „Kvantinė kompiuterija gali būti technologija, jei ne „laimėtojas pasiima viską“, tai „laimėtojas pasiima daugiausiai“.

Jurczakas, taip pat turintis kvantinės fizikos mokslų daktaro laipsnį, aiškina, kad nepaisant didžiulio technologijos potencialo, būtų naivu manyti, kad kvantiniai kompiuteriai būtų panacėja nuo visų mūsų skaičiavimo problemų. Vietoj to, vadovams būtų naudinga išlikti atviriems ir pamatyti, kaip technologija veikia kartu su kitais metodais, kad pasiektų geriausių rezultatų.

Kvantinė kompiuterija gali būti, jei ne laimėtojas viską, tai laimėtojas pasiima daugiausiai technologijos

Andrew Foremanas, buvęs JAV armijos Europoje ir Afrikoje CTO, tai kartoja, pažvelgęs į kvantinę kompiuteriją prieš pat išeidamas į pensiją praėjusiais metais. Jis apmąstė, kaip tai gali veikti kartu su kitomis technologijomis, kaip AI ir mašininis mokymasis. „Kaip CTO, žiūrėdamas į problemų sprendimą ir ypač į naujas technologijas, žiūriu į tai, ką jos gali pagaminti per penkerius–10 metų, o ne artimiausiu metu“, – komentuoja jis. Norėdamas pažvelgti ne tik į ažiotažą, jis pabrėžia, kad reikia kalbėtis su įvairiomis suinteresuotosiomis šalimis tiek pramonėje, tiek akademinėje bendruomenėje.

„Negalite tiesiog kreiptis į vieną šaltinį ir paklausti, kur būsime po penkerių metų, nes jie jums pasakys, kas jiems tinka. Kai žiūriu į naujas technologijas, susisiekiu su maždaug penkiomis ar šešiomis skirtingomis įmonėmis ir ieškau, kur šie sutapimai susijungia“, – sako jis.

Suinteresuotųjų šalių įpirkimas

Paskutinis žingsnis yra suburti visas suinteresuotąsias šalis už idėjos. Norėdami tai padaryti, turite sudaryti laipsnišką planą, kuris aiškiai parodytų verslo naudą įvairiais etapais.

Langione mano, kad kada nors nuo 2023 m. iki 2025 m. galėtume įrodyti, kad pramonėje yra daug pranašumų, o tai gali sudaryti apie 5 mlrd. USD (4,4 mlrd. GBP) vertę galutiniams vartotojams. Nuo 2025 m. iki 2030 m. pramonė svarstys, kaip padidinti kubitų kiekį, kuris, kaip tikimasi, sukurs 20–50 mlrd. USD pridėtinės vertės. Kai tik ištaisysime klaidas, kurios, „Google“ skaičiavimais, įvyks iki šio dešimtmečio pabaigos, galėsime pasiekti eksponentinį šimtų milijardų dolerių naudą.

Tiek Jurczak, tiek Langione mano, kad finansai yra pramonė, kuri pirmiausia turi naudos, nors Jurczak taip pat mato didelį potencialą chemijoje, ypač kai kalbama apie vaistų ir medžiagų dizainą. Kita vertus, Langione automobilių ir aviacijos pramonę laiko antroje vietoje esančiomis pramonės šakomis, po kurių eina nafta, dujos ir energetika. Jis sako, kad bet kuri įmonė, kuri susiduria su didele negausios matricos problema, gali pasinaudoti kvantine pažanga.

Pasaulis taip alkanas duomenų, kad klasikiniai kompiuteriai sustoja ir negali juos apdoroti. Kvantinė kompiuterija siūlo labai reikalingą pagalbos ranką, tačiau technologijai reikia laiko subręsti.

Be to, kiekvienas, kuris šiandien nežiūri į technologijas, rizikuoja rytoj likti nuošalyje. Laiko įvertinimai yra apytikslis vadovas, kai esame tokiose neatrastose teritorijose. Čia žaisti laukimo žaidimą gali reikšti žaisti pralaimėjusį žaidimą. Nesvarbu, ar norite įgyti konkurencinį pranašumą, ar tiesiog apsaugoti savo IT infrastruktūrą nuo būsimų šifravimo spragų, ekspertai sutinka, kad dabar pats metas pažvelgti į kvantinius aspektus.