Έρχεται η Κβαντική Υπολογιστική — Είστε έτοιμοι;

Η κλασική πληροφορική έχει προσφέρει πολλά οφέλη στην ανθρώπινη κοινωνία, από την επίλυση περίπλοκων αναλυτικών προβλημάτων και τη δημιουργία αυτοοδηγούμενων αυτοκινήτων έως την κατασκευή του μεγάλου επιταχυντή αδρονίων και την εξερεύνηση του διαστήματος. Κανείς δεν μπορούσε να σκεφτεί τόσο σημαντικές εφαρμογές και οφέλη πριν από έναν αιώνα. Σήμερα, καμία βιομηχανία ή εταιρεία στον κόσμο δεν μπορεί καν να σκεφτεί να λειτουργήσει χωρίς τη χρήση υπολογιστών. Τα smartphone, οι φούρνοι μικροκυμάτων, τα αυτοκίνητα και εφαρμογές Ιστού που χρησιμοποιούμε καθημερινά είναι δυνατή μόνο επειδή εκατομμύρια υπολογιστές λειτουργούν συγχρονισμένα μεταξύ τους. Αλλά τώρα τεχνοκράτες και επιστήμονες μιλούν για κάτι που θα φέρει ξανά την επανάσταση στον κόσμο. Και αυτή τη φορά, θα συμβεί σε νανοκλίμακα. Η κβαντική φυσική έχει ανοίξει μια νέα διάσταση δυνατοτήτων και είναι έτοιμη να φέρει αρκετές εφαρμογές που κανείς δεν είχε σκεφτεί πριν.

Αυτό το άρθρο θα επικεντρωθεί στα βασικά στοιχεία του κβαντικού υπολογισμού και στο τι πρέπει να κάνουν οι εταιρείες για να προετοιμαστούν για αυτό.

Τι είναι το Classical Computing και ποια τα μειονεκτήματά του;

Αρχικά, ας καταλάβουμε εν συντομία τι είναι η κλασική πληροφορική. Το θεμέλιο του κλασικού υπολογισμού είναι τα bit — «0» και «1». Λειτουργούν ως διακόπτες. Εάν ορίσετε το “0” ως απενεργοποιημένο, τότε το “1” σημαίνει ενεργό και αντίστροφα. Άρα υπάρχει μια βεβαιότητα. Με βάση αυτή την έννοια, η ανθρωπότητα έχει λύσει περίπλοκα μαθηματικά προβλήματα που μας βοήθησαν να κατανοήσουμε βαθύτερα τον κόσμο στον οποίο ζούμε και να εξερευνήσουμε το άγνωστο. Έχει δημιουργήσει επιχειρήσεις και βιομηχανίες που έχουν γεμίσει τη ζωή μας με άνεση. Αλλά έχει και πολλούς περιορισμούς. Για παράδειγμα, η κυβερνοασφάλεια. Πρέπει να έχετε ακούσει για αμέτρητες διαδικτυακές τραπεζικές απάτες, περιστατικά εξαπάτησης εγγράφων, επιθέσεις ransomware και περιπτώσεις διαρροής εμπιστευτικών πληροφοριών. Γίνεται δύσκολος ο έλεγχος τέτοιων επιθέσεων στον κυβερνοχώρο και ανεξάρτητα από το πόσες προφυλάξεις λαμβάνετε, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να βρεθείτε σε μπελάδες αργά ή γρήγορα. Οι χάκερ είναι αρκετά έξυπνοι ώστε να αναγνωρίσουν το κλειδί κρυπτογράφησης και να διαπεράσουν το ασφαλές κανάλι επικοινωνίας. Επομένως, η ανάπτυξη πολύπλοκων μοντέλων κρυπτογράφησης δεν θα εξυπηρετήσει τον σκοπό. Κάτι άλλο απαιτείται. Ίσως μια αλλαγή στους νόμους της φυσικής.

Τι είναι ο κβαντικός υπολογισμός και η κβαντική εμπλοκή;

Ναι, το άκουσες σωστά, αλλά είμαι σίγουρος ότι το κατάλαβες λάθος. Ας ξεκινήσουμε με την κατανόηση του τι είναι ο κβαντικός υπολογισμός. Η ραχοκοκαλιά αυτού του νέου πεδίου υπολογιστών δεν βασίζεται στα κανονικά «bits» αλλά στα «qubits» (κβαντικά bit). Τα Qubits είναι επίσης κατασκευασμένα από «0» και «1», αλλά υπάρχει μια σύλληψη. Δεν μπορείτε ποτέ να είστε σίγουροι αν το qubit είναι “0” ή “1”. Επομένως, αντί για «βεβαιότητα», πρέπει να μιλήσετε με όρους «πιθανότητας». Τα qubits μπορούν να κλειδωθούν με τρόπο που να παραμένουν απροσδιόριστα μεμονωμένα, αλλά από κοινού λειτουργούν σε τέλειο συγχρονισμό. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται κβαντική εμπλοκή και έχει πολλές εφαρμογές. Ας υποθέσουμε ότι εξετάζετε το ζήτημα της κυβερνοασφάλειας για το οποίο λέγαμε παραπάνω. Σε αυτήν την περίπτωση, οι χάκερ δεν θα μπορούν να κάνουν τίποτα ακόμα κι αν πιάσουν το κλειδί κρυπτογράφησης (μέχρι να μάθουν να αλλάζουν τους νόμους της φυσικής). Έχει διάφορες άλλες εφαρμογές και σε άλλους κλάδους:

1. Ο κβαντικός υπολογιστής είναι ο καταλληλότερος για την εκτέλεση προσομοιώσεων και δοκιμών για σχεδιασμό υλικών και ανάπτυξη φαρμάκων. Είναι επειδή λειτουργεί με τις ίδιες αρχές της κβαντικής φυσικής με τα μόρια που αναλύει.

2. Οι κβαντικοί υπολογιστές θα λύσουν τις προκλήσεις που σχετίζονται με την κβαντική χημεία καλύτερα από τους πιο γρήγορους κλασικούς υπερυπολογιστές του σήμερα.

3. Ο κβαντικός υπολογισμός θα εκτελεί εξαιρετικά γρήγορες αναζητήσεις σε μη ταξινομημένα δεδομένα. Θα έχει σημαντικές επιπτώσεις στα οικονομικά, την υγεία και την εφοδιαστική αλυσίδα — κρίσιμους τομείς όπου η συλλογή και η ανάλυση δεδομένων είναι υποχρεωτική.

Πώς πρέπει να προετοιμαστούν οι επιχειρήσεις για τους κβαντικούς υπολογιστές;

Οίλοι IT όπως η Google, η Amazon και η IBM εργάζονται ήδη στον κβαντικό υπολογισμό και βρίσκουν νέους και βελτιωμένους τρόπους χρήσης αυτής της τεχνολογίας. Ακολουθούν μερικά πράγματα που πρέπει να έχετε υπόψη σας για να ετοιμαστείτε να υιοθετήσετε αυτήν την τεχνολογία:

1. Η κβαντική ασφάλεια είναι το μάντρα

Οι κβαντικοί υπολογιστές θα φέρουν επανάσταση στον τομέα της ασφάλειας δεδομένων εξαλείφοντας τα ζητήματα της κυβερνοασφάλειας μια για πάντα. Αλλά αυτό απαιτεί επένδυση στην ανάπτυξη μιας ισχυρής κβαντικής υποδομής, σχεδιασμού πόρων και ανάπτυξης κβαντικής τεχνογνωσίας. Οι εταιρείες δεν πρέπει να περιμένουν τη μέρα που οι κβαντικοί υπολογιστές θα γίνουν τόσο συνηθισμένοι όσο οι κλασσικοί υπολογιστές. Θα πρέπει να ξεκινήσουν τον προγραμματισμό από σήμερα.

2. Σκέψου τις εφαρμογές των κβαντικών υπολογιστών και πώς μπορούν να σε βοηθήσουν.

Κανείς δεν φαντάστηκε ποτέ τον αντίκτυπο των κλασικών υπολογιστών με τον τρόπο που φανταζόταν. Το ίδιο ισχύει και για τους κβαντικούς υπολογιστές. Απαιτείται πράγματι πολύ περισσότερη έρευνα σε αυτόν τον τομέα, αλλά οι εταιρείες θα πρέπει να αρχίσουν να εξετάζουν τις πιθανές εφαρμογές και τα οφέλη. Οι εφαρμογές κβαντικών υπολογιστών που αφορούν συγκεκριμένα τον κλάδο απαιτούν πολλή σκέψη, συνεργασία και προσαρμογή σύμφωνα με τις ανάγκες του κλάδου.

3. Κάντε έναν ηθικό οδικό χάρτη

Ζούμε στις πρώτες μέρες των κβαντικών υπολογιστών, αλλά είναι σημαντικό να βάλουμε τον θεμέλιο λίθο για την ηθική. Οι σύγχρονες τεχνολογίες όπως το AI, το IoT και το Blockchain δείχνουν τη σημασία της ηθικής και της βιωσιμότητας και τις υποκείμενες προκλήσεις της μη υπεύθυνης χρήσης τους.

συμπέρασμα

Αν και ο κβαντικός υπολογισμός δεν έχει βρει σταθερό έδαφος σε όλους τους κλάδους, έχει σημαντικό πεδίο εφαρμογής. Καθώς ανακαλύπτουμε περισσότερα για τον άπιαστο κόσμο της κβαντικής φυσικής και μαθαίνουμε να αντιμετωπίζουμε τα κβαντικά σφάλματα, θα αναπτύξουμε πολλές ακόμη χρήσιμες τεχνολογικές εφαρμογές. Είναι ώριμη η ώρα για βιομηχανίες, ερευνητές και παγκόσμιους ηγέτες να συνεργαστούν και να δημιουργήσουν ηθικές λύσεις που ωφελούν όλους.

Συγγραφέας

Στον Nishant Joshi αρέσει να διαβάζει και να γράφει σε τεχνολογίες που αποτελούν το θεμέλιο της σύγχρονης εποχής, όπως ERP, CRM, Web Apps, μηχανική μάθηση, επιστήμη δεδομένων, AI και ρομποτική. Η εξειδίκευσή του στο μάρκετινγκ περιεχομένου έχει βοηθήσει στην ανάπτυξη αμέτρητων επιχειρηματικών ευκαιριών. Η Nishant εργάζεται για την Sage Software Solutions Pvt. Ltd., κορυφαίος πάροχος CRM και Το καλύτερο λογισμικό ERP στην Ινδία σε μικρές και μεσαίες επιχειρήσεις.