了解量子计算的第一件事是它不会取代传统或“经典”计算。要知道的第二件事:量子计算仍然是一种新生的技术,可能还要几年才能准备好黄金时间。
还有你应该知道的第三件事?开始保护您的数据安全,从量子计算机的时间是现在。
量子计算解释
我们使用了数十年的经典计算机使用一系列二进制位。每个位始终处于两个确定的状态(0或1)之一,它们充当打开和关闭开关来驱动计算机功能。相反,量子计算机使用量子位或量子位。每个量子位可以同时表示0和1。因此,量子计算机可以比传统计算机存储更多的信息,并且有潜力在几秒钟内处理并行运行的大量计算,这比最快的传统计算机快得多。
量子计算项
简而言之,一些量子计算术语是:
量子力学,又称量子物理学。物理学中的一种理论,用原子和亚原子粒子描述自然。量子计算机基于量子力学现象,例如叠加和纠缠。
叠加:通过称为叠加的量子力学原理,一个量子位一次可以是一个以上的事物。Gartner技术专业人员服务的数据中心和云基础架构研究副总裁Matthew Brisse说,叠加使量子计算机具有了速度和并行性,使它们能够一次处理数百万个计算。
换种说法:用经典的电脑钻头,猫已经死了或还活着。随着量子计算机的量子位,猫可以同时死的和活的,这要归功于叠加。(对于这种在人们解释量子计算时经常使用的类比,我们要感谢一位奥地利物理学家,他在1935年设计了薛定的猫思维实验。)
纠缠是当量子位与其他量子位链接在一起时,一个量子位的状态可以取决于另一个量子位的状态。通过纠缠和叠加,量子计算机具有同时处理大量可能结果的潜力。
最重要的是:“有了量子计算,我们可以在大规模并行系统中做我们以前无法做到的事情,” Brisse说。
量子计算的起源
在1959年的一次演讲中,物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)在第二次世界大战期间帮助开发了原子弹,并提出了量子计算的可能性。在1980年代初期,由于费曼,保罗·贝尼奥夫(Paul Benioff)等人的工作,量子计算的概念开始受到关注。
“到1980年代初,很明显,除了常规计算,我们还可以使用量子力学规则进行计算,” IBM量子计算首席技术官Bob Wisnieff说。“问题是,如果您有一台基于量子力学的计算机,那么哪种计算可以更轻松,更快地完成?这个问题开始了IBM对量子计算的研究。”
为什么我们现在谈论量子计算
可以肯定的是,量子计算还处于起步阶段。Brisse说,只有1%的组织在预算量子计算项目。但这预计到2023年将增长到20%。
那么,为什么量子计算现在在我们的雷达屏幕上大放异彩?
IDC全球基础架构计算平台程序副总裁Ashish Nadkarni表示:“我们正在达到传统计算机所能达到的极限。” 许多(尽管不是全部)专家认为,摩尔定律现象即将结束或至少正在放缓。同时,越来越多的公司,例如Google,“对计算能力的需求永无止境”,Nadkarni说。因此,对量子计算的兴趣日益浓厚。
量子计算应用
当前,量子计算机只能运行有限的业务应用程序和特定的量子算法。一些人认为量子计算机将永远是专用的,而不是通用的。而且该领域的大多数专家都说,量子计算机将与经典计算机集成并一起工作,而不是取代它们。
鉴于此,量子计算机最有可能在几秒钟内处理大量数据时使用。Nadkarni说:“金融服务公司可以从量子计算中受益,尤其是在与交易相关的数据量很大并且希望在几秒钟内模拟结果的服务中。”
其他可能的应用:药物和生物技术研究,基因编辑和模拟,量子化学,人工智能,交通模式分析,天气预报和密码学。
Brisse说:“量子计算机将特别擅长解决重大优化问题,例如运输物流。”
量子计算和IBM
IBM是新兴的量子计算领域中的经典计算巨头之一。该公司帮助创建了量子计算领域,数十年来一直是该公司重要的研究领域。
2016年5月4日,IBM宣布了IBM Quantum Experience(简称为IBM Q Experience),这是全球首个量子计算即服务(QCaaS)产品,可让公众通过云连接到IBM量子计算机。目标:使用户能够运行实验,探索教程和仿真,以及从其他方面领会量子计算。
最初,IBM的Q Experience提供了对位于纽约TJ Watson研究中心的5量子位IBM Q量子计算机的访问权限。从那时起,Q Experience还提供对16量子位系统的访问。
此外,2017年12月,IBM启动了IBM Q Network,这是一家由财富500强企业,研究实验室和学术组织组成的全球财团,致力于探索适用于商业和科学领域的实用量子计算应用程序。
据IBM称,截至撰写本文时,已有80,000名IBM Q Experience用户运行了超过400万次实验,并生成了65种研究出版物。
其他量子计算公司包括Google,Intel,Microsoft和Rigetti Computing,D-Wave Systems,Inc.和Zapata Computing等创业公司。
企业应该做什么以准备量子计算
转向量子安全加密。由于它们几乎可以立即处理空前数量的数字,因此有很多麻烦之处在于,对于量子计算机而言,有一天甚至可能会破解当今最强大的加密技术。
“如果有一台足够大的机器,那么量子计算机可能会立即破坏所有加密,” 混合云高级副总裁兼IBM研究总监Arvind Krishna说。他预测至少五年内不会发生。即便如此,任何想要确保其组织的数据安全超过10年的人现在都应该开始向量子安全加密(例如晶格密码学)迁移。(克里希纳于5月15日在丘吉尔俱乐部主办的量子计算论坛上发表了他的评论。)
考虑将量子计算即服务(QCaaS)与投资量子计算机相比较。考虑到量子计算技术日新月异的变化,大多数专家认为,组织将订阅QCaaS产品。纳德卡尼说:“一切都是按需付费,没有任何资本支出。”
寻找您无法在传统计算机上解决的问题。Brisse说,在试图确定量子计算是否适合您的组织时,首先要问您的数据科学家是否存在用传统计算机无法解决的问题。“这些问题是量子计算机的最佳选择。”
现在就开始教育自己或您的团队。Wisnieff说,全球约有1,500所学校提供量子计算课程作为其课程的一部分,并且在线培训的可用性正在急剧增长。当然,教育对于量子计算的未来至关重要。他补充说:“没有受过良好教育的劳动力就不可能实现任何量子计算。”
耐心一点。Wisnieff说,在量子计算真正成立之前,我们正在考虑五年的发展期,在此期间,我们将开始看到量子计算机可以真正提供某种程度的量子优势(或量子至上性)的应用。