新一代计算技术
QC 有可能解决比传统计算复杂得多的问题。
一台 1000 量子比特的量子计算机(预计将在 2-3 年内问世)将能够同时在 10³⁰¹ (即 1 后面跟着 301 个零)不同的所谓 "信息状态 "上运行。
这里的 "状态 "指的是某个问题的一种可能解决方案。大多数可能的解决方案都是错误的,所以我们能探索的状态越多,找到最佳解决方案的机会就越大。
量子退火炉专门用于优化任务。航空公司可能会使用这样的计算机来编制飞机航线的最佳时刻表,即在确保满足所有乘客时刻表的同时,最大限度地减少燃料消耗。
它们将在 2-5 年内开始产生商业影响
基于门的量子计算机是通用的,这意味着它们能够计算各种问题。未来,一家制药公司将利用它来模拟新的药物化合物,探索数百万种化合物的效果,而无需进行合成和测试。
它们将在 7-10 年后开始产生商业影响
硬件
通常情况下,需要质量控制的公司并不拥有自己的电脑。由于一些关键原因,内部部署量子计算机的想法目前还不切实际:
相反,量子计算机的最终用户通过云服务Access它们。
在这种方法中,提供商通过自己的云服务Access自己的质量控制设备。IBM 是采用这种方法的最重要公司,它通过其 IBM Q 网络提供质量控制。
优势
加强提供商现有云平台与量子平台之间的集成 减少经典云平台与量子平台之间的网络延迟,这将成为低延迟应用(如欺诈检测)的一大优势
弱点
量子计算后端选项选择有限
限制性更强的商业模式的可能性
供应商锁定的危险
在这种方法中,领先的云服务可提供对第三方供应商质量控制设备的Access。例如,亚马逊 Braket 提供对 D-Wave、rigetti、Oxford Quantum Circuits、IonQ 和 Xanadu 的访问,还有更多正在筹备中。Microsoft Azure Quantum 可访问 Quantinuum、IonQ、Quantum Circuits Inc、rigetti、PASQAL、1QBit、Microsoft QIO 和东芝 SQBM+。
优势
使用云提供商现有的Access和计费服务以及类似的共享服务
提供 Access 量子计算机的便捷通道,通常采用 "即用即付 "模式
提供对各种量子计算机的Access,允许在不同平台之间进行比较,并确定适合当前问题的设备
弱点
由于网络往返和排队,Access量子设备的延迟趋于增加
这反过来又给欺诈检测和高频交易等有实时或低延迟要求的应用带来问题,以至于这些应用可能不切实际
未来,云提供商可能会在数据中心托管量子设备,同时托管传统的 CPU 和 GPU 硬件,从而最大限度地减少延迟影响,实现新一类高吞吐量、低延迟的量子-经典混合应用,如欺诈检测和高频交易。
应用程序接口和相关的 SDK 往往是开源的,除少数例外,都是用 Python 编程语言编写的。
每家领先的质量控制供应商通常都会提供自己的应用程序接口,以支持其设备或服务。
IonQ 等一些供应商决定支持其他供应商的 API,而不是开发自己的专有 API。例如,IonQ 支持 IBM 和 Cirq 的 Qiskit。例如,这种方法允许将用 Qiskit 为 IBM 量子机器编写的量子算法更容易地移植到 IonQ 设备上运行。
未来,大型技术/云提供商(IBM/亚马逊/微软)将提供或授权少量标准化应用程序接口,量子计算硬件供应商将根据这些应用程序接口进行构建。
在努力争取质量控制领导地位的过程中,金融机构很可能会发现,技能和人才的开发与保留将成为一个关键战场。量子技术应用方面的领先者将看到其安全性、运营效率和产品效力大幅提高,而落后者则会看到其业务的这些方面受到侵蚀。
虽然我们预计至少在 10-12 年内,量子计算机还不会强大到足以解密当今基于 PKI 的密码系统,但要让它们做好应对量子威胁的准备,还有大量工作要做。
质量控制在其他一系列领域也有潜在的变革性应用。
随着质量控制技术的发展,我们自然会看到各行各业都出现使用案例。
30% 2017 年至 2025 年的复合年增长率
量子计算机将适用于某些任务。在不久的将来,量子计算机将擅长解决复杂的数字问题,并将与现有的经典计算机共存,从而实现量子-经典混合系统。混合性非常重要,因为经典计算提供的是一目了然的输出结果,而量子计算机提供的是概率分布输出结果,生成的答案集可能需要使用经典计算机进行筛选。展望未来,质量控制有可能带来变革。它将在某些领域取得巨大进步,使我们有能力创造革命性的新药,优化金融市场的运作,确保网络安全,了解从地球生态到全球供需网络等复杂系统。至于它的最大效果,目前还没有定论。社会和经济层面即将发生重大变化:与传统计算机一样,QC 将全面改变我们的生活方式。但是,故事仍有待书写,未来几十年将见证我们最聪明的大脑如何利用这一强大的新工具。