Будущее квантовых вычислений: Прогнозы на 2024 год

Ожидается, что в 2024 году область квантовых вычислений перейдет от физических кубитов к логическим кубитам с коррекцией ошибок и расширит глобальное сотрудничество в области квантовых исследований, что станет большим годом для этой технологии. Компания Atom Computing заявляет о создании квантового компьютера на 1 225 кубитов, что почти в три раза больше, чем Osprey от IBM, который был предыдущим фаворитом, подчеркивает, что мы стоим на пороге новой эры в вычислениях. Этот скачок усиливает потенциал квантовых вычислений для революции в таких отраслях, как фармацевтика и кибербезопасность, позволяя проводить вычисления невообразимой сложности. Однако все чаще считается, что квантовые вычисления будут определяться качеством кубитов, а не их количеством.

Качество кубитов превыше количества

Джон Приско считает, что в 2024 году на рынке квантовых компьютеров произойдет сдвиг в сторону от одержимости концепциями квантового преимущества и количества кубитов. Вместо этого отрасль переключится на исправление ошибок и решение практических задач. "Ожидается, что гиганты квантовых вычислений переориентируют свои усилия на логический подсчет кубитов, отдавая предпочтение качеству кубитов, а не их количеству, которое до сих пор доминировало в дискуссиях. К сожалению, хотя 2024 год, возможно, не принесет решительной консолидации модальностей проектирования квантовых компьютеров, эта неопределенность ставит под вопрос общее развитие и направленность отрасли.

На рынке квантовых компьютеров скоро будет ликвидирована одна из текущих модальностей, а это значит, что 2024 год не принесет фокуса в развитии - плохой знак в то время, когда отрасль пытается перейти от громких подвигов к ощутимому воздействию на реальный мир. Переход от простой игры с цифрами к настойчивому исправлению ошибок и созданию функциональных приложений свидетельствует о зрелости отрасли. Этот переход, хотя и сопряжен с неопределенностью, представляет собой критический момент. Пока индустрия пытается воплотить теоретические возможности в реальные приложения, возникает еще одна надвигающаяся проблема: последствия квантовых вычислений для безопасности данных, в частности, как хакеры могут использовать эту зарождающуюся технологию для хранения зашифрованных данных сегодня, чтобы расшифровать их завтра.

Хакеры будут хранить данные для последующей расшифровки

Фред Ривейн, технический директор компании Dashlane, делает своевременное предупреждение о том, что квантовые технологии развиваются очень быстро и необходимость в квантоустойчивых методах шифрования уже не является чем-то необязательным. Надвигающаяся угроза взлома квантовым компьютером существующих стандартов шифрования, таких как алгоритмы шифрования RSA или ECC, подчеркивает, что организациям любого размера и в любой отрасли необходимо оценить, где они могут подвергаться риску, и перейти на постквантовую криптографию уже сегодня.

С развитием квантовых вычислений и атак, управляемых искусственным интеллектом, появится новое поколение киберугроз. Перед командами кибербезопасности будет стоять задача защиты не только от вредоносных программ и традиционных взломов, но и от квантовых атак, ориентированных на "сохрани сейчас - расшифруй потом", тактики машинного обучения противника и схем социальной инженерии, управляемых ИИ. Это потребует от специалистов по кибербезопасности более широкого набора навыков и более совершенных защитных инструментов и платформ.

Ошибочные представления о квантовых вычислениях

Существует множество ошибочных представлений о квантовых вычислениях. Тони Аттли, президент и главный операционный директор компании Quantinuum, поспешил отметить, что квантовые компьютеры появятся не через десять и не через пятнадцать лет. Уже сейчас у нас есть квантовые компьютеры, которые могут делать то, что не могут делать классические компьютеры". Еще одно заблуждение заключается в том, что квантовые компьютеры будут делать только одну вещь. Аттли объяснил, что, хотя развитие квантовых вычислений было направлено в основном на бизнес-приложения, технология невольно стала ускорителем для решения сложных научных задач.

Например, проблемы, которые часто являются прерогативой таких организаций, как ЦЕРН, а также таких проектов, как Большой адронный коллайдер, теперь могут быть решены способами, которые раньше считались невозможными. История человечества учит нас, что если дать удивительные инструменты гениальным людям, то они найдут, что с ними делать. Мы наблюдаем это в реальном времени. По сути, квантовые вычисления стали преобразующим инструментом, который может сделать теоретические концепции осязаемыми, предлагая новую линзу, через которую мы можем понять Вселенную".

Какие отрасли затронут квантовые вычисления?

Финансовые услуги, крупные банки и торговые компании используют квантовые возможности для оптимизации своих портфелей и улучшения выявления мошенничества. Фармацевтический сектор полагается на квантовые вычисления для эффективного открытия лекарств. В то же время компании, ориентированные на устойчивое развитие, изучают новые науки о материалах, о чем свидетельствует работа BMW и Airbus над водородными топливными элементами.

Квантовые вычисления также обещают произвести революцию в регулируемых отраслях, от здравоохранения до авиации, обеспечив столь необходимую прозрачность и отслеживаемость алгоритмов ИИ, смягчив проблему "черного ящика" при принятии решений с помощью ИИ. Однако риски так же велики, как и преимущества. Один из них - шифрование данных, поскольку алгоритмы, подобные алгоритму Шора, показали, что квантовые вычисления могут взломать существующие методы шифрования. В связи с этим возникают не только технические, но и этические проблемы, связанные с тем, как использовать технологию на благо общества, обеспечивая при этом безопасность.

​​

Каково будущее квантовых вычислений?

Квантовые вычисления - это не футуристическая концепция, а современная реальность с ключевыми вехами на ближайшем горизонте. Одним из ближайших этапов является достижение уровня, когда квантовые машины будут регулярно превосходить даже самые передовые суперкомпьютеры в мире в задачах моделирования, что приведет нас в эпоху, когда классические вычисления станут неспособны эмулировать квантовые возможности.

Мы начнем видеть, как она внедряется в места, влияющие на нашу повседневную жизнь. Возможно, мы никогда не прикоснемся к квантовому компьютеру сами, но это может быть приложение, над которым вы работаете в своем мобильном телефоне, которое отправляется на другой конец света и делает что-то с помощью квантового компьютера. Как и на ранних этапах развития Интернета и классических вычислений, квантовые вычисления начнутся с нишевых приложений, но в скором времени они станут повсеместными, незаметно влияя на выполнение задач на наших повседневных устройствах, таких как мобильные телефоны.

Проблемы будущего квантовых вычислений

По мере роста квантовых возможностей мы сталкиваемся с острой необходимостью инвестировать в механизмы коррекции ошибок и сосредоточиться на качестве кубитов, а не на простом численном превосходстве. Игнорирование этих тонкостей может привести к опасному будущему, в котором мощь квантовых вычислений будет использоваться недостаточно или неправильно. Поэтому предстоящий путь требует расчетливого, этического и междисциплинарного подхода, в котором сходятся технологическое мастерство и нормативная дальновидность.

Заключение

По мере приближения к 2024 году квантовые вычисления могут быстро привести к переломному моменту, который затронет всех нас. Представьте себе более быстрые открытия лекарств или защищенные от взлома пароли. Но есть и другая сторона медали: Сегодняшние системы онлайн-безопасности могут быть легко взломаны, а технология все еще сырая, часто дорогая и сложная в использовании. По мере того как мы переходим из старого мира вычислений в захватывающую, но непредсказуемую квантовую эпоху, руководители компаний и правительств должны принять большой скачок вперед и подготовиться к возможным подводным камням. Одним словом, квантовые вычисления открывают мир необычайных возможностей, но это инструмент, с которым мы должны научиться обращаться осторожно.