Calculul cuantic este un domeniu de calcul nou si emergent, axat pe dezvoltarea tehnologiei informatice bazate pe principiile teoriei cuantice (care explica comportamentul energiei si materialelor la nivel atomic si subatomic).
Calculatorul cuantic foloseste biti cuantici sau Qubits in loc de Biti, care pot fi in mai multe stari simultan. Aceasta asa-numita stare de suprapunere inseamna ca qubit-ul exista simultan in ambele stari 1 si 0, diferit fata de un computer conventional care utilizeaza tranzistori, care pot fi doar 1 sau 0.
Principalul avantaj al calculatorului cuantic este capacitatea de a lucra simultan cu date in dimensiuni diferite. Aceasta caracteristica permite calculatoarelor cuantice sa efectueze multe calcule simultan si sa isi mareasca puterea de procesare exponential, rezolvand probleme complexe care sunt imposibile pe computerele clasice.
La ce folosesc calculatoarele cuantice si cum vor transforma lumea?
Avem nevoie de calculatoare cuantice pentru a rezolva probleme complexe pe care nu le putem rezolva cu un computer clasic. Principalele aspecte la care un computer cuantic exceleaza sunt optimizarea si simularea.
- Optimizarea – Atunci cand doresti sa gasesti cea mai buna solutie din multe raspunsuri posibile. Cu cat ai mai multe posibilitati, cu atat va fi mai dificil sa gasesti cea mai optima solutie pentru problema ta. Aceasta este sarcina perfecta pentru calculatoarele cuantice.
De exemplu, un computer cuantic a reusit sa finalizeze in doar 200 de secunde un calcul care ar fi luat mai mult de 10,000 chiar si celui mai performant computer, dupa cum relateaza Google.
- Simularea – Atunci cand doresti sa intelegi cum functioneaza ceva fara acces fizic la el si doresti sa imiti realitatea.
De exemplu, daca vrei sa simulezi comportamentul complex al planetei noastre folosind un geaman digital sau analizand modele meteorologice.
Calculatoarele cuantice sunt noua frontiera in procesarea datelor. Ele vor fi capabile sa rezolve probleme de nerezolvat in prezent si sa faca progrese considerabile in cercetare. In viitor, am putea vedea computere cuantice folosite in medicina, chimie, fizica si multe alte domenii.
Iata trei domenii care pot beneficia in viitorul apropiat de avantajele calculului cuantic:
Domeniul farmaceutic
In industria biofarmaceutica, calculul cuantic are potentialul de a revolutiona cercetarea si dezvoltarea moleculara.
Computerul cuantic ar putea face descoperirea, proiectarea si testarea toxicitatii medicamentelor mai eficiente prin reducerea dependentei de testarile clinice, prin eliminarea erorilor si prin combinarea mult mai eficienta a moleculelor, totul prin analizarea unor cantitati mari de date.
Folosind simularea cuantica, expertii pot studia simultan grupuri de molecule, proteine si substante chimice, ceea ce cu un computer obisnuit ar putea dura chiar si mii de ani, facand posibila dezvoltarea mult mai rapida si mai putin putin costisitoare a medicamentelor si vaccinurilor.
Domeniul Financiar
Computerele cuantice deschid usa catre o lume total noua, cand vine vorba de domeniul financiar: de la analize mai profunde la tranzactii mult mai rapide. Multe institutii financiare de renume, precum JPMorgan Chase, Ally Bank, Credit Agricole testeaza in mod activ si, in unele cazuri, folosesc deja calculul cuantic pentru a imbunatati comertul, tranzactiile si viteza datelor.
De exemplu, echipa de cercetare si inginerie in domeniul calculului cuantic de la JPMorgan Chase exploreaza utilizarea calculului cuantic pentru analiza riscurilor, optimizarea portofoliului, detectarea fraudelor si analiza fuziunilor.
Institutiile financiare nu utilizeaza computere cuantice in mod direct. Ei folosesc servicii de calcul cuantic pe cloud oferite de companii precum D-Wave, IBM, Amazon, Google, Microsoft sau Rigetti.
Industria Chimica
De calculul cuantic ar putea beneficia, de asemenea, si companiile din industria chimica in productia, cercetarea si dezvoltarea catalizatorilor. Un catalizator este o substanta care creste viteza unei reactii chimice fara a fi consumata in proces. Cu alte cuvinte, furnizeaza suficient combustibil pentru a produce reactii mai devreme si pentru a le face mai eficiente.
Catalizatorii pot fi generati prin analiza aprofundata a materialelor, la nivel atomic si subatomic, si a interactiunilor chimice care pot aparea cu acestea. Astfel, puterea computerelor cuantice permite interactiuni chimice mai rapide si mult mai eficiente.
Dezvoltarea de catalizatori noi ar putea face posibila reducerea consumului de energie in timpul proceselor de productie. Acesti noi catalizatori ne-ar putea ajuta sa ne reducem dependenta de produse petrochimice si sa folosim substante sustenabile ca materie prima.
Concluzii
Calculul cuantic este viitorul tehnologiei si poate fi o componenta cheie in viitorul muncii, mai ales atunci cand converge cu alte tehnologii.
In curand, calculatoarele cuantice vor avea un impact semnificativ asupra organizatiilor din intreaga lume, schimband tehnologia in moduri pe care inca nu le-am inteles pe deplin. Este timpul ca companiile sa analizeze indeaproape ce pot face pentru a imbratisa aceasta noua tehnologie si a se asigura ca forta de munca este pregatita pentru ceea ce urmeaza.
Este dificil de prezis cand calculatoarele cuantice vor deveni disponibile pentru publicul larg, desi primul calculator cuantic la temperatura camerei este deja dezvoltat. Cu toate acestea, vor mai trece cativa ani pentru a fi pe deplin comercializate in masa, asa cum este cazul, in prezent, cu computerele clasice.