beloppKvantdatorer har potential att i grunden förändra konventionell datorteknik. Den här artikeln beskriver det aktuella läget för kvantdatorer, deras tillämpningar och framtidsutsikter.
Kvantdatorernas nuvarande status
Grundläggande principer för kvantdatorer
beloppBarndatorer är en ny typ av dator som fungerar enligt andra principer än konventionella datorer och utnyttjar kvantmekanikens egenskaper. Medan konventionella datorer bearbetar information med hjälp av bitar (0:or eller 1:or) använder kvantdatorer kvantbitar (qubits) och utnyttjar egenskaper som "superposition", där 0:or och 1:or kan hållas samtidigt, och kvantsammanflätning, där qubits är starkt korrelerade med varandra. Detta möjliggör beräkningar som är svåra att utföra med konventionella datorer.
Nuvarande tekniknivå
nutid (t.ex. regering, administration)I dagsläget är kvantdatortekniken fortfarande i sin linda, men närmar sig praktisk tillämpning inom flera områden. Under 2019 demonstrerade till exempel Google potentialen i kvantdatorer genom att meddela att de hade utfört en beräkning på 200 sekunder med hjälp av sin kvantdator Sycamore som skulle ta tusentals år på en konventionell dator; IBM tillhandahåller också en kvantdatormiljö genom molntjänster och andra utvecklingar pågår.
-er (t.ex. en man som tillbringar all sin tid med att göra...)Kvantdatorer har dock i dagsläget endast begränsad kapacitet och är känsliga för störningar. Dessutom krävs avancerad teknik och enorma kostnader för utveckling, och ytterligare teknisk innovation och kostnadsminskning behövs för praktisk användning.
Begränsningar och utmaningar för kvantdatorer.
nutid (t.ex. regering, administration)Kvantdatorer i form av kvantdatorer står inför flera tekniska begränsningar, såsom känslighet för brus och det faktum att antalet qubits ännu inte är tillräckligt. De kräver också stora investeringar och avancerad teknik för att utvecklas, och innovationer inom hård- och mjukvara är avgörande för att övervinna dessa utmaningar. Förhoppningen är att ytterligare investeringar från regeringar och företag ska påskynda den tekniska innovationen och leda till fullskalig kommersialisering av kvantdatorer.
Företag och kvantdatorer
Undersöka trender i nyckelföretag
beloppInnovation inom barndatorer drivs av globala teknikföretag som Google, IBM, Microsoft och Amazon. Dessa företag utvecklar sina egna tekniker och infrastrukturer för att uppnå avancerad databehandling som traditionella datorer inte klarar av.
Google: demonstration av kvanttranscendens och fortsatta framsteg
google meddelade 2019 att man hade uppnått "Quantum Supremacy" genom att på 200 sekunder genomföra en beräkning på sin kvantdator Sycamore som skulle ta tusentals år på en konventionell dator. Denna prestation visade världen potentialen hos kvantdatorer och hade en betydande inverkan på branschen.
kommaDen senaste forskningen om Sycamore-processorn har visat att den omedelbart kan utföra beräkningar som skulle ta en konventionell superdator 47 år att utföra.
googles Quantum AI-team anser att kvantdatorer kompletterar klassiska datorer inom områden som kvantsimulering och materialvetenskap, och presterar bättre i vissa problemklasser.
IBM: drivande molntjänster och praktisk kvantberäkning
IBM erbjuder IBM Quantum Experience, en molntjänst som gör kvantdatorer allmänt tillgängliga. Detta gör det möjligt för företag och forskningsinstitutioner att få tillgång till och använda kvantdatorer för forskning och utveckling via molnet, utan att behöva äga dyra kvantdatorer.
2Under 024 lanserades IBM Quantum System Two, vilket lade grunden för skalbara kvantberäkningar. Framsteg gjordes också på mjukvarusidan med lanseringen av Qiskit 1.0 och tillhandahållandet av AI-baserade kretskompileringstjänster.
IBM har också ett aktivt samarbete med andra företag och forskningsinstitutioner för att främja tillämpad forskning inom kemi och materialvetenskap.
Microsoft: topologiska kvantdatorer och förverkligandet av logiska qubits.
Megaicrosoft utvecklar "topological quantum computing", en teknik som är motståndskraftig mot kvantfelkorrigering och som syftar till att övervinna dagens kvantteknik där fel kan vara problematiska.
de mestBland de senaste prestationerna kan nämnas ett samarbete med Quantinuum för att skapa fyra mycket tillförlitliga logiska kvantbitar från 30 fysiska kvantbitar och en 800-faldig förbättring av felfrekvensen Microsoft har integrerat denna teknik i Azure Quantum Elements för att tillhandahålla en högpresterande molntjänst för kvantdatorer. avancerade AI-modeller och förbättrad kvantdatorkapacitet för att ge användarna en hybrid datorupplevelse.
Amazon: molntjänster för att främja kvantberäkningar
Amazon har tagit ett stort steg in i världen av kvantdatorer. I hjärtat av detta finns en tjänst som heter Amazon Braket, en banbrytande plattform som tar kvantberäkningar närmare hemmet och ger forskare och utvecklare tillgång till banbrytande kvantteknik i molnet.
överraskningDet viktiga är att flera olika kvanthårdvaror erbjuds i en och samma tjänst. Det är möjligt att jämföra olika metoder, t.ex. supraledning, jonfångst och neutrala atomer. I kombination med AWS omfattande resurser är det nu dessutom möjligt att utveckla hybrida kvantklassiska algoritmer.
ung (djur)Dessa företag arbetar aktivt med att utveckla teknik för kommersialisering av kvantdatorer och ytterligare tekniska innovationer förväntas i framtiden.
Kommersialiseringspotential.
beloppBarndatorer anses vara ett mycket kraftfullt verktyg inom vissa industrisektorer. Deras kommersiella potential är särskilt stor inom följande branscher
Läkemedelsindustrin
Kvantdatorer är särskilt kraftfulla när det gäller simuleringar på molekylnivå. De förväntas kraftigt påskynda processen med att upptäcka nya läkemedel, eftersom de kan simulera komplexa molekylära beteenden och läkemedelsdesign på kort tid, vilket skulle ta flera år med konventionella beräkningar.
finansbranschen
Kvantdatorer uppmärksammas alltmer av finansinstitut inom områden där komplexa beräkningar krävs, till exempel riskhantering och portföljoptimering. De kan omedelbart analysera stora mängder marknadsdata och presentera effektiva investeringsstrategier och riskscenarier, vilket kan leda till snabbare och mer korrekt beslutsfattande inom hela branschen.
materialvetenskap
Kvantdatorer spelar också en viktig roll i utvecklingen av nya material. Genom att simulera materialens egenskaper på atomnivå och förutsäga den optimala materialstrukturen och de kemiska reaktionerna kan man effektivt utveckla nya material som inte skulle kunna åstadkommas med konventionella metoder.
Forskning pågår inom dessa områden för att göra kvantdatorer praktiskt användbara, och framtida tekniska framsteg kommer att påskynda kommersialiseringen av dem.
Uppgång för nystartade företag.
beloppUtvecklingen av barndatorer drivs inte bara aktivt av stora företag utan även av nystartade företag. Dessa företag har ett mer flexibelt och innovativt förhållningssätt än storföretagen och är viktiga aktörer inom teknisk innovation.
Rigetti Computing
Företaget utvecklar både hårdvara och mjukvara för kvantdatorer och gör dem kommersiellt tillgängliga genom sin molntjänst Rigetti Quantum Cloud Services. Målet är kvanthybriddatorer, som erbjuder mycket praktiska kvantlösningar i kombination med konventionella datorer.
PsiQuantum
Fotonbaserade kvantdatorer är under utveckling med målet att skapa felsäkra system. Tekniken uppmärksammas som ett sätt att bygga kvantsystem i större skala.
Dessa nystartade företag introducerar innovativa idéer för kommersialisering av kvantteknologi och bidrar till utvecklingen av teknologin från ett annat perspektiv än stora företag.
sammanfattning
beloppBarndatorer har ännu inte nått kommersialiseringsstadiet, men de utvecklas konkurrenskraftigt av teknikföretag och nystartade företag och har stor potential inom vissa industrisektorer. Med praktiska tillämpningar inom läkemedel, finans och materialvetenskap kommer framtida innovationer att ytterligare utöka deras kommersiella användning. När kvantdatorerna väl har kommersialiserats förväntas de revolutionera många branscher genom att möjliggöra komplexa beräkningar som tidigare varit omöjliga.
