Skip to main content

სიგნალები

კვანტური გამოთვლ

გამოთვლითი ტექნოლოგიის შემდეგი თაობა

კვანტური გამოთვლების მოსვლა წარმოადგენს მომდევნო ძირითად ტექნოლოგიურ ტრანსფორმაციას, რაც ხელს უწყ აქ მოცემულია მოკლე პრაიმერი იმის შესახებ, თუ რა ელოდება ტექნოლოგიისგან.

კომპიუტერული ტექნოლოგიის შემდეგი თაობა

კვანტური გამოთვლა (QC) არის გამოთვლითი ტექნოლოგიის შემდეგი თაობა, რომელიც იყენებს კვანტურ ფიზიკას.

მიუხედავად იმისა, რომ კლასიკური გამოთვლა ეყრდნობა ბიტს, მის ძირითად ერთეულს, კვანტური გამოთვლა ეყრდნობა კუბიტს - ან კუბიტებს შორის ნებისმიერ მნიშვნელობას, ან მათ ნებისმიერ კომბინაციას.

მიუხედავად იმისა, რომ ბიტი არსებობს ორობითი ლოგიკის მიხედვით - ეს არის 0 ან 1, გამორთული ან ჩართულია - კუბიტი შეიძლება ერთდროულად არსებობდეს როგორც 0 მდგომარეობაში, ასევე 1 მდგომარეობაში, ფენომენში, რომელიც ცნობილია როგორც „სუპერპოზიცია ".

„ჩაქრობა“ კიდევ ერთი ფუნდამენტური ფენომენია, რომელიც QC-ს აძლევს ძალას. როდესაც ორი ან მეტი კუბიტი ჩაჭერილია, ისინი მოქმედებენ როგორც ერთი სისტემა, ისევე როგორც გადაცემათა კოლოფში ჩართული ტრიცხვები, ისე, რომ ერთი კუბიტის შეცვლა შეცვლის ყველა დანარჩენს, რომელთანაც ის ჩაფლულია. ეს ნიშნავს, რომ ერთმა ოპერაციამ შეიძლება ერთდროულად იმოქმედოს მრავალი კვიტის მდგომარეობაზე

შედეგი არის გასაოცრად უფრო ძლიერი ახალი ტიპის გამოთვლა.

2030 წლისთვის მსოფლიოში შეიძლება იყოს 2,000-დან 5,000-მდე კვანტური კომპიუტერი. 2018 წელს ათზე ნაკლები იყო.

კომპიუტერები, რომლებიც ექსპონენციალურად უფრო ძლიერია

1 კვანტურ კომპიუტერს შეუძლია გადაჭრას პრობლემა, რომელიც მოითხოვს 512 GPU— ის კლ ასტერ

QC-ს აქვს პოტენციალი გადაჭრას პრობლემები, რომლებიც ექსპონენციალურად უფრო რთულია, ვიდრე ის, რისი გადაჭრაც კლასიკურ გამოთვლებს შეუძლია.

1000 კუბიტიანი კვანტური კომპიუტერი (რომელიც, სავარაუდოდ, ჩამოვა 2-3 წელიწადში) შეძლებს ერთდროულად მუშაობდეს 10³⁰¹ (ეს არის 1, რასაც მოჰყვება 301 ნული) სხვადასხვა ე.წ. "ინფორმაციის მდგომარეობა".

ამ კონტექსტში „სახელმწიფო“ ნიშნავს მოცემული პრობლემის ერთ შესაძლო გადაწყვეტას. შესაძლო გადაწყვეტილებების უმეტესობა არასწორი იქნება, ამიტომ რაც უფრო მეტი სახელმწიფო შეგვიძლია შევისწავლოთ, მით უკეთესია ჩვენი საუკეთესო გამო

ორი არქიტექტურა, ორი დროის ჩარჩო

კვანტური ანელერები სპეციალიზებულია ოპტიმიზაციის ამოცან ავიაკომპანიას შეუძლია გამოიყენოს ასეთი კომპიუტერი თვითმფრინავების მარშრუტის ოპტიმალური გრაფიკის მოსამზადებლად, რომელიც ამცირებს საწვავის გამოყენებას და უზრუნველყოფს ყველა მგზავრ

ისინი დაიწყებენ კომერციულ გავლენას 2-5 წელიწადში

 

გეიტზე დაფუძნებული კვანტური კომპიუტერები უნივერსალურია, რაც ნიშნავს, რომ ისინი შეძლებენ პრობლემების ფართო სპექტრის გამოთვლას. მომავალში ფარმაცევტული კომპანია გამოიყენებს ერთს ახალი წამლის ნაერთების სიმულაციისთვის, შეისწავლის მილიონობით მათი ეფექტს მათი სინთეზისა და ტესტირების გარეშე.

ისინი დაიწყებენ კომერციულ გავლენას 7-10 წელიწადში

კვანტური ტექნოლოგი

ზეგამტარი კვიტები

კვანტური კომპიუტერების განვითარების ერთ-ერთი წამყვანი ტექნოლოგიური პლატფორმა. IBM, Google, D- Wave და სხვები მას მუშაობენ. ზეგამტარი სისტემები, როგორც წესი, მუშაობენ ძალიან დაბალ ტემპერატურაზე, აბსოლუტურ ნულთან ახლოს, რათა შექმნან კვანტური გამოთვლის სწორი პირობ

კვანტური ქსელები

კვანტური ქსელები საშუალებას იძლევა კვანტური ჩაჭერილი ინფორმაციის გადაცემა საკომუნიკაციო არხ ისინი QKD-ის მიღმა არსებული ერთ-ერთი ხელსაწყო ტექნოლოგიაა და საშუალებას მოგცემთ გაუმჯობესოთ უსაფრთხოება და გაზარდ

კვანტური გასაღების განაწილება (QKD)

უსაფრთხო კომუნიკაციის მეთოდი, რომელიც ახორციელებს კრიპტოგრაფიულ პროტოკოლს, რომელიც მოიცავს ეს საშუალებას აძლევს ორ მხარეს შექმნან მხოლოდ მათთვის ცნობილი საერთო შემთხვევითი საიდუმლო გასაღები, გასაღები, რომელიც შემდეგ შეიძლება გამოყენებულ იქნას შეტყობინებების დაშიფვრებისა და იგი დაპირდება, რომ დაუზუსტებელი იქნება შოპინგის ან " ადამიან-in-the-middle " თავდასხმების მიმართ.

კვანტის სენსორი

მოწყობილობა, რომელიც მუშაობს მიკროგრავიტაციის ვარიაციების გამოვლენით კვანტური ფიზიკის პრინციპების გამოყენებით, რომელიც ეფუძნება ბუნების მანიპულირებას ქვემოლეკულურ დონე კვანტური შეგრძნება იყენებს კვანტურ მექანიკის თვისებებს, როგორიცაა კვანტური ჩარევა, კვანტური ჩარევა და კვანტური მდგომარეობის შეწურვა სენსორის ტექნოლოგიის მიმდინარე ლიმიტების გადასავლელად

კვანტური იონის კუბიტები

კვანტური იონის ხაფანგები კიდევ ერთი ტექნოლოგიური პლატფორმაა, რომელიც გამოიყენება კვანტ ეს გულისხმობს ელექტრული მაგნიტური ძალის გამოყენებას თავისუფალ სივრცეში იონ LonQ არის ამ მიდგომის წამყვანი მომხრე.

ანელირების არქიტექტურა

ანელირების არქიტექტურა უფრო მარტივია, რომელიც ეფუძნება კვანტურ სისტემაში ყველაზე დაბალი ენერგიის მდგომარეობის პოვნის იდეას. ეს ყველაზე დაბალი ენერგეტიკული მდგომარეობა შეესაბამება ოპტიმიზაციის პრობლემის

კარიბჭის არქიტექტ

კარიბჭის არქიტექტურები იყენებენ ლოგიკური კარიბჭეების კვანტურ ექვივალენტს, რომლებიც სილიკონზე დაფუძნებული ცენტრალური დამუშავების ამ ფაქტის გათვალისწინებით, კარიბჭეზე დაფუძნებულ კვანტურ კომპიუტერს, თეორიულად, შეუძლია გამოთვალოს იგივე პრობლემები, როგორც ტრადიციულ კომპი

ფოტონიკა

ფოტონური სისტემები ეყრდნობა სინათლის იმპულსებსა და სინათლის პოლარიზაციას მათი კვიტების სხვა კუბიტის ტექნოლოგიების უმეტესობისგან განსხვავებით, მათ აქვთ ოთახის ტემპერატურაზე მუშაობის უპირატესობა, მაგრამ ისინი უფრო ნელა მუშაობენ, ვიდრე ზეგამტარი კვიტები Xanadu არის წამყვანი კომპანია, რომელიც ახორციელებს ფოტონიკაზე დაფუძნებულ მიდგომას QC-სთან.

პოსტ-კვანტური კრიპტოგრაფია (PQC)

პოსტ-კვანტური კრიპტოგრაფია არის კოლექტიური ტერმინი ახალი საჯარო გასაღების დაშიფვრის მიდგომებისთვის, რომლებიც მდგრადია PQC ალგორითმების შერჩევის პროცესს მართავს სტანდარტებისა და ტექნოლოგიების ეროვნული ინსტიტუტი (NIST). დიდი ორგანიზაციების უმეტესობა მიჰყვება NIST-ის ხელმძღვ

კვანტური გამოთვლა ღრუბელში

აპარატურა

როგორც წესი, კომპანიები, რომლებსაც სჭირდებათ QC, არ ფლობენ საკუთარი კომპიუტერები ადგილობრივი კვანტური კომპიუტერების იდეა ამჟამად პრაქტიკული არ არის მრავალი ძირითადი მიზეზის გამო:

  • კვანტური აპარატები ძვირია
  • მათი ოპერაცია რთულია და, შესაბამისად, ძვირია
  • იმის გათვალისწინებით, თუ რამდენად ხშირად იღებენ კვანტური მოწყობილობები განახლებას მათი მწარმოებლებისგან, ინდივ

ამის ნაცვლად, კვანტური კომპიუტერების საბოლოო მომხმარებლები მათ წვდიან ღ

ამჟამად QC-ის ღრუბლოვანი უზრუნველყოფის ორი მიდგომა არსებობს

ორი მიდგომის დადებითი და უარყოფითი მხარეები

საკუთრებული ღრუბელი

ამ მიდგომით, პროვაიდერები გთავაზობთ წვდომას საკუთარ QC მოწყობილობებზე საკუთარი ღრუბლოვანი სერ IBM არის ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპანია, რომელიც მიჰყვება ამ მიდგომას, რომელიც გთავაზობთ QC-ს თავისი IBM Q ქსელის საშუალებით.

ძლიერი მხარე

მკაცრი ინტეგრაცია პროვაიდერის არსებულ ღრუბლოვან პლატფორმასა და კვანტურ პლატფორმას შორის შემცირებული ქსელის ლატენცია კლასიკურ ღრუბლოვან პლატფორმასა და კვანტურ პლატფორმას შორის, რაც უპირატესობა იქნება დაბალი

სუსტეები

კვანტური კომპიუტერული ბეკენდის ვარიანტების შეზღ

უფრო შეზღუდვითი კომერციული მოდელების

გამყიდველის ჩაკეტვის საფრთხე

საჯარო ღრუბ

ამ მიდგომით წამყვანი ღრუბლოვანი სერვისები უზრუნველყოფენ წვდომას მესამე მხარის მომწოდებლების მაგალითად, Amazon Braket გთავაზობთ წვდომას D-Wave-ზე, რიგეტიზე, ოქსფორდის კვანტურ სქემებზე, IonQ-სა და Xanadu— ზე, მეტი მილსადენზე. Microsoft Azure Quantum გთავაზობთ წვდომას Quantinuum, IonQ, Quantum Circuits Inc, rigetti, PASQAL, 1Qbit, Microsoft QIO და Toshiba SQBM+— ზე.

ძლიერი მხარე

იყენებს ღრუბლოვანი პროვაიდერის არსებული წვდომის და ბილინგის სერვისებს და მსგავს

უზრუნველყოფს კვანტურ კომპიუტერებზე წვდომის მარტივ პანტას, როგორც წესი, „გადაიხადეთ“ მოდელით

უზრუნველყოფს წვდომას მრავალფეროვან კვანტურ კომპიუტერებზე, რაც საშუალებას იძლევა შედარებას პლატფორმებს შორის და პრობლემისთვის შესაბამისი

სუსტეები

კვანტურ მოწყობილობაზე წვდომის უფრო მაღალი ლატენციისკენ ტენდენცია ქსელის მგზავრობისა და რი

ეს, თავის მხრივ, ქმნის პრობლემებს ისეთ პროგრამებში, როგორიცაა თაღლითობის გამოვლენა და მაღალი სიხშირის ვაჭრობა, რომლებსაც აქვთ რეალურ დროში ან დაბალი ლატენციის მოთხოვნები, იმდე, რომ ასეთი პროგრა

 

 

მომავალში, ღრუბლოვან პროვაიდერებს შეუძლიათ მასპინძლონ კვანტურ მოწყობილობებს თავიანთ მონაცემთა ცენტრებში მათი ტრადიციული CPU და GPU აპარატურის გვერდით, რითაც მინიმუმამდე შემცირდება ლატენციის ეფექტები და მაღალი სიხშირის ვაჭრობა.

პროგრამული უზრუნველყოფა/API

API- ები და ასოცირებული SDK-ები, როგორც წესი, ღია წყაროა და, რამდენიმე გამონაკლისის გარდა, დაწერილია Python პროგრამირების ენაზე.

თითოეული წამყვანი QC გამყიდველი, როგორც წესი, გთავაზობთ საკუთარ API-ებს მისი მოწყობილობ

ზოგიერთმა მომწოდებელმა, როგორიცაა IonQ, გადაწყვიტა მხარდაჭერა სხვა მომწოდებლების API- ებს და არა საკუთარი საკუთრებული API— ების შემუშავება. მაგალითად, IonQ მხარს უჭერს Qiskit-ს IBM და Cirq-დან. ეს მიდგომა საშუალებას აძლევს Qiskit-ში დაწერილი კვანტური ალგორითმები IBM კვანტური მანქანისთვის, მაგალითად, უფრო ადვილად გადაიყვანოს IonQ მოწყობილობაზე მუშაობ

მომავალში ნახავთ მცირე რაოდენობით სტანდარტიზებული API, რომლებიც უზრუნველყოფილია ან დაწესებულია მსხვილი ტექნიკური/ღრუბლოვანი პროვაიდერების მიერ (IBM/Amazon/Microsoft), რომელსაც ააშენებენ კვანტური გამოთვლითი

პროგრამები ფინანსურ მომსახურებ

როდესაც ისინი ისწრაფვიან ლიდერობისკენ QC-ში, ფინანსური ინსტიტუტები, სავარაუდოდ, აღმოაჩენენ, რომ უნარებისა და ნიჭის განვითარება და შენარჩუნება გახდება მთავარი ბრძოლის ველი. კვანტური ტექნოლოგიების გამოყენების ლიდერები დაინახავენ, რომ მათი უსაფრთხოება, ოპერაციული ეფექტურობა და პროდუქტის ეფექტურობა მნიშვნელოვნად გაიზრდება, ხოლო ჩამორჩენილები დაინახავენ თავიანთი

მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ არ ველით კვანტურ კომპიუტერებს საკმარისად ძლიერ, რომ გაშიფვრონ დღევანდელი PKI-ზე დაფუძნებული კრიპტოსისტემები მინიმუმ 10-12 წლის განმავლობაში, მნიშვნელოვანი სამუშაოა მათი მოსამზადებლად

კატალიზირებელი ეფექტი სხვა სექტორებში

QC-ს აქვს პოტენციურად ტრანსფორმაციული პროგრამები სხვა სფეროებში.

წამლის აღმოჩენ

კვანტური გამოთვლა გააუმჯობესებს წამლის აღმოჩენის პროცესს მოლეკულების იდენტიფიკაციისა და სიმულაციის ის ექსპერიმენტებს სველი ლაბორატორიებიდან კომპიუტერებზე გადაიტანს და მკვლევარებს ექნებათ წვდომა ქიმიურ კომბინაციებზე, რომელთა შემუშავება

კიბერუსაფრთხოება

კვანტური კომპიუტერები საფრთხეს უქმნის დღევანდელი ქსელების უსაფრთხოების ხერხემალს - RSA საჯარო მაგრამ კვანტური ტექნოლოგია ასევე საშუალებას მისცემს კომუნიკაციის ახალ და უფრო უსაფრთხო ფორმებს.

ლოგისტიკა

QC გარდაქმნის ჩვენს მიწოდების ჯაჭვებს უპრეცედენტოდ რთული მონაცემების დამუშავებით, რომლებიც დაკავშირებულია წარმოების სიმძლავრესთან, გეოგრაფიასა და ინფრასტრუქტურასთან, ამინდის ნიმუშებთან, მარშრუტიზაციას

ავტომობილები

QC მიუახლოვდება სიცოცხლისუნარიანი ავტონომიური მანქანის ეკო კვანტით მომუშავებული AI და მანქანური სწავლება დააჩქარებს საჭირო ალგორითმების სწავლის პროცესს. სურათების კლასიფიკაცია და 3D ობიექტების დაკავება ასევე მოგებს QC-დან.

სიმულაცია

QC უზრუნველყოფს ახალ შესაძლებლობებს რეალობის მოდელირებაში. ჩვენ უკეთ განვჭვრიტავთ ექსტრემალურ ამინდის მოვლენებს, დავხატავთ კლიმატის ცვლილებას, ვიწინასწარმეტყველებთ, თუ როგორ იმოქმედებს ურბანული განვითარება ემისიებზე, პროგნოზირებს მოსახლეობის ზრდას - და სხვა.

რამდენადაც QC იძენს მოზიდვას, ჩვენ ბუნებრივად ვნახავთ, რომ გამოყენების შემთხვევები გამოჩნდება მრავალ სექტორში.

განვითარებადი ტექნოლოგი

მოთამაშეები QC— ში ახლავე

აპარატურის მრავალფეროვანი მომწოდებლები ქმნიან საკუთარ კვანტურ კომპიუტერებს, იყენებენ სხვადასხვა ფიზიკურ ფენომენებს და იყენებენ როგორც უნივერსალურ, კარიბჭეზე დაფუძნებულ მიდგომებს, ასევე ესენია:

აპარატურის მომწოდებლების გარდა, რომელთაგან თითოეული ჩვეულებრივ გთავაზობთ საკუთარ პროგრამული ბიბლიოთეკებს (მაგ., IBM qiskit, D-Wave Ocean, Google Cirq), ასევე არსებობს მრავალი სუფთა თამაშის კვანტური პროგრამული უზრუნველყოფის მათ შორის:

QC ბაზრის ზრდა

2016

$89 მილიონი

გლობალური კვანტური გამოთვლების

2025

$949 მილიონი

გლობალური კვანტური კომპიუტერული ბაზარი (

30% CAGR 2017 წლიდან 2025 წლამდე

დიდი პოტენციალი წინ

კვანტური კომპიუტერები შესაფერისი იქნება გარკვეული ამოცან უახლოეს პერიოდში, კვანტური კომპიუტერები გამოირჩევიან რთული რიცხვითი პრობლემების გადაჭრაში და თანაარსებობენ არსებულ კლასიკურ კომპიუტერებთან, რათა გაუშვებონ ჰიბრიდულობა მნიშვნელოვანია, რადგან მიუხედავად იმისა, რომ კლასიკური გამოთვლები აწვდის მოჭრილ და გამხმარ შედეგებს, კვანტური კომპიუტერები აწვდიან შედეგებს ალბათობის განაწილებაში, წარმოქმნიან პასუხების ნაკრებს, რამაც შეიძლება მოითხოვოს კლასიკური კომპიუტერების გამოყენებით. მომავალში, QC-ს აქვს ტრანსფორმაციული პოტენციალი. ეს დიდ გაუმჯობესებას მოახდენს გარკვეულ სფეროებში, რაც საშუალებას გვაძლევს შევქმნათ რევოლუციური ახალი ნარკოტიკები, ჩვენი ფინანსური ბაზრების მუშაობის ოპტიმიზაცია, ჩვენი ქსელების უზრუნველყოფა, რთული სისტემები, დედამიწის ეკოლოგიებიდან მიწოდებისა და მოთხოვნის გლობალურ ქსელებამდე რაც შეეხება მის მაქსიმალურ ეფექტებს, ჰორიზონტი ღიაა. მნიშვნელოვანი ცვლილებები ხდება სოციალურ და ეკონომიკურ დონეზე: ისევე, როგორც კლასიკური გამოთვლა, QC იქნება ყოვლისმომცველი ტრანსფორმაციული იმის თვალსაზრისით, თუ როგორ ვცხოვრობთ. მაგრამ ამბავი რჩება დაწერილია და მომდევნო რამდენიმე ათწლეული მოწმე იქნება იმის, რისი გაკეთება შეუძლია ჩვენს საუკეთესო გონებას ამ ძლიერი ახალი ინსტრუმენტით.