Kvantový skok v možnostech výpočetních schopností

Kvantový skok ve výpočetních schopnostech 1 — **_{John Roese, CTO a Global Caio de Dell Technologies}**

Pole výpočetních posílení v mimořádném rytmu a společnosti po celém světě se snaží držet krok. Ačkoli je zřejmé, že kvantové výpočetní techniky (QC) bude revolucionizovat technologii, ještě není připravena nahradit klasické výpočetní techniky. Na druhé straně se zdá, že způsob, jak následovat, se zdá, že hybridní kvantový klasický výpočetní přístup (HQCC), ve kterém kvantové procesory doplňují klasické počítače při řešení nejsložitějších výzev.

Podle IDC bude globální trh s kvantovými výpočty v roce 2028 dosáhnout 8 900 milionů dolarů, což zdůrazňuje rostoucí poptávku po kvanticky vylepšených řešeních. Co to však znamená dnes pro společnosti a jak můžete začít využívat tuto nově vznikající synergii?

Kvantové výpočetní techniky: Slib je skutečný, ale také výzvy

Kvantová výpočetní technika není omezena na vědeckou teorii, ale již se testuje a aplikuje v některých z nejnáročnějších průmyslových odvětví. Jeho nesrovnatelná schopnost hodnotit více možností současně, což z něj dělá dobrou volbu pro konkrétní domény, od urychlení objevu léků až po rychlejší modelování a detekci možných finančních rizik. Její velký potenciál spočívá v jeho schopnosti analyzovat více možností současně, což je ideální tváří v tvář problémům, které zahrnují četné proměnné a výsledky.

Současné kvantové stroje jsou však stále v jejich raných fázích vývoje, charakterizované omezeným počtem relativně nízké věrnosti a věrnosti. K dosažení praktických aplikací budou systémy vyžadovat významná vylepšení. Kromě toho jsou kontrolní mechanismy nezbytné k implementaci pokynů náchylné k chybám v důsledku komplexní interakce kvantových jevů, což ztěžuje udržení koherence a přesnosti. Složitost kvantových algoritmů a potřeba širokých nástrojů pro opravu chyb ztěžují stoupání počtu loket a zlepšení obecné výpočetní síly.

Kromě toho omezené kapacity kvantových počítačů k vyřešení problémů s optimalizací a automatickým učebním úkolům, které jsou kritickými aplikacemi v mnoha oborech, zdůrazňují naléhavou potřebu přístupů HQCC, které mohou využít silných stránek obou paradigmat. Kombinací síly kvantových procesorů se stabilitou a spolehlivostí klasických systémů nabízí HQCC to nejlepší z obou světů.

Příprava na kvantové výpočet: Jak mohou společnosti začít

Je důležité pochopit, že HQCC není alternativou k současným vysoce výkonným výpočetním operacím (HPC), ale zlepšení. Navzdory svému potenciálu představuje HQCC některé kritické překážky, které je třeba řešit, jako je interoperabilita softwaru, nedostatek talentů a pokrok v hardwaru. Vzhledem k tomu budou společnosti, které nyní začnou zkoumat hybridní řešení, lépe umístěna jako kvantové kapacity.

Jednoduchý přístup se třemi kroky k začátku:

1. Objevte: Začněte s učením a experimentováním. Quantum Computing je rozvíjející se pole, takže prvním krokem k přípravě společnosti je provést základní vyšetřování. Až budete připraveni experimentovat, měli byste zvážit použití emulace k vývoji, přizpůsobení a optimalizaci kódu pro kvantové výpočetní techniky v klasické infrastruktuře, čímž se zabrání velké počáteční investici.

2. Identifikujte: Ne všechny problémy jsou kompatibilní s kvantovým výpočtem. Neměl by být použit k provedení jakéhokoli typu výpočtu, který má jednu odpověď. Například by neměl být používán k výpočtu daní nebo zpracování mezd. Na druhé straně to může být velmi účinné při řešení problémů s optimalizací. Klíčem je hledat obtížné situace, které by mohly modelovat kvůli velkému počtu proměnných. Rovněž stojí za zvážení případů použití vlastního podnikání, kde by zlepšení operací mělo velký dopad na výsledky.

3. implementace: Jde o získání implementace tekutin ve výrobě a skutečných výhodách pro podnikání. HQCC nabízí flexibilní přístup k implementaci kvantových výpočetních řešení ve výrobě. Kombinací klasického zpracování s kvantovým výpočetním výkonem umožňuje Quantum-klasické hybridní systémy (HQC) vývojářům vytvářet a testovat kvantové algoritmy v klasickém rodinném prostředí před jejich implementací v drahém kvantovém hardwaru. To znamená, že implementace tekutiny lze dosáhnout ve výrobě, což zrychluje vstup organizace do éry kvantového počítače a minimalizuje rizika, která přijímají novou technologii.

Křižovatka HQCC a IA

Umělá inteligence (AI) a kvantový výpočet se stále více sbíhají. Jak se modely AI stávají složitějšími a klasické systémy začínají dosáhnout výkonu a energetických limitů, je potenciál hybridních technologií, jako je HQCC, který kombinuje schopnosti AI a kvantového počítače, obrovský.

AI zlepšuje kvantové výpočty prostřednictvím:

Optimalizace pracovního vytížení: AI může inteligentně přiřadit úkoly mezi klasickými a kvantovými procesory.
Zlepšení účinnosti algoritmů: AI může upřesnit kvantové algoritmy, aby byly efektivnější v kvantovém hardwaru.
Zrychlení vývoje: AI umožňuje pokrok v kvantovém výpočtu bez v závislosti na vyhrazeném kvantovém hardwaru.

HQCC může zase propagovat AI:

Poskytněte nesrovnatelný výpočtový výkon: Kvantové počítače mohou řídit složité výpočty, s nimiž mají klasické systémy potíže, což umožňuje modelům AI stoupat v oblastech, jako je věda o materiálech a objev drog.
Nabídnout větší energetickou účinnost: Výhodou klasického i kvantového zpracování může HQCC nabídnout větší energetickou účinnost pro úkoly AI.

Tento obousměrný vztah vytváří synergii mezi AI a kvantovými výpočty, podporuje výkonnost každého pole a otevírá nové možnosti ve všech průmyslových odvětvích, když nadále dozrávají.

Inteligentní krok k budoucnosti

Éra hybridního výpočtu není jen o technologii, ale o transformaci. Musíme si představit svět, kde se problémy, které trvaly roky před vyřešením, se nyní přistupují ve dnech nebo dokonce hodinách. Pokud získáme dokonalou integraci HQCC, tato vize se stane skutečností. Pro budoucí vidění společnosti je implementace hybridních řešení způsob, jak odemknout růst, efektivitu a dlouhodobé inovace.