Van het simuleren van nieuwe en efficiëntere materialen tot het met grotere precisie voorspellen hoe de aandelenmarkt zal veranderen, de gevolgen van quantum computing voor bedrijven zijn potentieel enorm.
Afbeelding: IonQ
's Werelds grootste bedrijven lanceren nu kwantumcomputerprogramma's en overheden steken geld in kwantumonderzoek. Voor systemen die nog nuttig zijn gebleken, krijgen kwantumcomputers zeker veel aandacht.
Aan de andere kant, net zoals kwantumcomputers alle deeltjesinteracties die binnen een molecuul tegelijkertijd plaatsvinden kunnen simuleren om zijn gedrag te voorspellen, zo zouden ze kunnen modelleren hoe ontelbare omgevingsfactoren allemaal samenkomen om een grote storm, een orkaan of een hittegolf.
ZIE: Wetenschappers gebruiken kwantumcomputers om hen te helpen tekenen van leven op andere planeten te ontdekken
En omdat kwantumcomputers vrijwel alle relevante gegevens tegelijk zouden kunnen analyseren, zullen ze waarschijnlijk voorspellingen genereren die veel nauwkeuriger zijn dan de huidige weersvoorspellingen. Dit is niet alleen goed voor het plannen van uw volgende buitenevenement: het kan regeringen ook helpen zich beter voor te bereiden op natuurrampen en het onderzoek naar klimaatverandering ondersteunen.
Onderzoek op dit gebied verloopt stiller, maar er ontstaan samenwerkingsverbanden om het potentieel van kwantumcomputers nader te bekijken. Vorig jaar, bijvoorbeeld, lanceerde het European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) een samenwerking met IT-bedrijf Atos, inclusief toegang tot Atos' quantum computing-simulator, in een poging om te onderzoeken hoe quantum computing de weers- en klimaatvoorspelling in de toekomst.
4. Aandelen kiezen
JP Morgan, Goldman Sachs en Wells Fargo onderzoeken allemaal actief het potentieel van kwantumcomputers om de efficiëntie van bankactiviteiten te verbeteren. met grote financiële beloningen.
Er zijn verschillende manieren waarop de technologie de activiteiten van banken kan ondersteunen, maar een die al veelbelovend is, is de toepassing van kwantumcomputing op een procedure die bekend staat als Monte Carlo-simulatie.
ZIE: Quantum computing bevindt zich in een vroeg stadium. Maar beleggers worden al enthousiast
De Monte Carlo-operatie bestaat uit het prijzen van financiële activa op basis van hoe de prijs van gerelateerde activa in de loop van de tijd verandert, wat betekent dat het noodzakelijk is om rekening te houden met het risico dat inherent is aan verschillende opties, aandelen, valuta's en grondstoffen. De procedure komt in wezen neer op het voorspellen hoe de markt zal evolueren – een oefening die nauwkeuriger wordt met grotere hoeveelheden relevante gegevens.
De ongekende rekencapaciteiten van kwantumcomputers kunnen Monte Carlo-berekeningen tot wel 1000 keer versnellen, volgens onderzoek uitgevoerd door Goldman Sachs samen met kwantumcomputerbedrijf QC Ware. Nog veelbelovender nieuws is dat de kwantumingenieurs van Goldman Sachs nu hun algoritmen hebben aangepast om de Monte Carlo-simulatie te kunnen uitvoeren op kwantumhardware die over vijf jaar beschikbaar zou kunnen zijn.
5. Verwerkingstaal
Decennialang hebben onderzoekers geprobeerd klassieke computers te leren hoe ze betekenis kunnen associëren met woorden om te proberen hele zinnen te begrijpen. Dit is een enorme uitdaging gezien de aard van taal, die functioneert als een interactief netwerk: in plaats van de 'som' te zijn van de betekenis van elk afzonderlijk woord, moet een zin vaak als een geheel worden geïnterpreteerd. En dat is nog voordat er wordt geprobeerd rekening te houden met sarcasme, humor of connotatie.
Als gevolg hiervan kunnen zelfs de modernste klassieke algoritmen voor natuurlijke taalverwerking (NLP) nog steeds moeite hebben om de betekenis van basiszinnen te begrijpen. Maar onderzoekers onderzoeken of kwantumcomputers misschien beter geschikt zijn om taal als een netwerk weer te geven — en dus om het op een meer intuïtieve manier te verwerken.
Het veld staat bekend als kwantum natuurlijke taalverwerking (QNLP) ), en is een belangrijk aandachtspunt van Cambridge Quantum Computing (CQC). Het bedrijf heeft al experimenteel aangetoond dat zinnen kunnen worden geparametriseerd op kwantumcircuits, waar woordbetekenissen kunnen worden ingebed volgens de grammaticale structuur van de zin. Meer recentelijk heeft CQC lambeq uitgebracht, een softwaretoolkit voor QNLP die zinnen kan omzetten in een kwantumcircuit.
6. Helpen bij het oplossen van het handelsreizigersprobleem
Een verkoper krijgt een lijst met steden die hij moet bezoeken, evenals de afstand tussen elke stad, en moet de route bedenken dat scheelt de meeste reistijd en kost het minste geld. Hoe eenvoudig het ook klinkt, het probleem van de 'traveling salesman' is er een waarmee veel bedrijven worden geconfronteerd wanneer ze proberen hun toeleveringsketens of leveringsroutes te optimaliseren.
Met elke nieuwe stad die aan de verkoperslijst wordt toegevoegd, vermenigvuldigt het aantal mogelijke routes zich. En op de schaal van een multinationale onderneming, die waarschijnlijk te maken heeft met honderden bestemmingen, een paar duizend vloten en strikte deadlines, wordt het probleem veel te groot voor een klassieke computer om binnen een redelijke tijd op te lossen.
< p>Energiegigant ExxonMobil heeft bijvoorbeeld geprobeerd de dagelijkse route van koopvaardijschepen die de oceanen oversteken te optimaliseren — dat wil zeggen, meer dan 50.000 schepen die elk tot 200.000 containers vervoeren, om goederen te vervoeren met een totale waarde van $ 14 biljoen.
ZIE: Quantumcomputers kunnen al uw versleutelde gegevens lezen. Deze 'kwantumveilige' VPN wil dat stoppen
Er bestaan al enkele klassieke algoritmen om de uitdaging aan te gaan. Maar gezien het enorme aantal mogelijke routes om te verkennen, moeten de modellen onvermijdelijk hun toevlucht nemen tot vereenvoudigingen en benaderingen. ExxonMobil werkte daarom samen met IBM om erachter te komen of kwantumalgoritmen het beter zouden kunnen doen.
Het vermogen van kwantumcomputers om meerdere berekeningen tegelijk uit te voeren, betekent dat ze alle verschillende routes tegelijk kunnen doorlopen, waardoor ze de meest optimale oplossing veel sneller kunnen ontdekken dan een klassieke computer, die elke optie opeenvolgend zou moeten evalueren.< /p>
De resultaten van ExxonMobil lijken veelbelovend: simulaties suggereren dat IBM's kwantumalgoritmen betere resultaten kunnen opleveren dan klassieke algoritmen als de hardware eenmaal is verbeterd.
7. Congestie verminderen
Het optimaliseren van de timing van verkeerslichten in steden, zodat ze zich kunnen aanpassen aan het aantal wachtende voertuigen of het tijdstip van de dag, zou een grote bijdrage kunnen leveren aan een vlottere doorstroming van voertuigen en het vermijden van congestie op drukke kruispunten.
Dit is een ander probleem dat klassieke computers moeilijk vinden: hoe meer variabelen er zijn, hoe meer mogelijkheden er door het systeem moeten worden berekend voordat de beste oplossing wordt gevonden. Maar net als bij het handelsreizigersprobleem kunnen kwantumcomputers verschillende scenario's tegelijkertijd beoordelen, waardoor het meest optimale resultaat veel sneller wordt bereikt.
Microsoft heeft samen met Toyoto Tsusho en kwantum aan deze use case gewerkt computer opstarten Jij. De onderzoekers zijn begonnen met het ontwikkelen van op kwantum geïnspireerde algoritmen in een gesimuleerde stadsomgeving, met als doel congestie te verminderen. Volgens de laatste resultaten van het experiment zou de aanpak de wachttijden voor het verkeer met wel 20% kunnen verminderen.
8. Gevoelige gegevens beschermen
Moderne cryptografie is gebaseerd op sleutels die worden gegenereerd door algoritmen om gegevens te coderen, wat betekent dat alleen partijen die toegang hebben tot de sleutel de middelen hebben om het bericht te decoderen. Het risico is daarom tweeledig: hackers kunnen de cryptografiesleutel onderscheppen om de gegevens te ontcijferen, of ze kunnen krachtige computers gebruiken om te proberen de sleutel te voorspellen die door het algoritme is gegenereerd.
Dit komt omdat klassieke beveiligingsalgoritmen deterministisch zijn: een bepaalde invoer zal altijd dezelfde uitvoer produceren, wat betekent dat een hacker met de juiste hoeveelheid rekenkracht het resultaat kan voorspellen.
Deze aanpak vereist extreem krachtige computers , en wordt niet beschouwd als een risico op korte termijn voor cryptografie. Maar de hardware verbetert en beveiligingsonderzoekers waarschuwen steeds vaker dat er in de toekomst veiligere cryptografiesleutels nodig zullen zijn.
Een manier om de toetsen te versterken is daarom om ze volledig willekeurig en onlogisch te maken — met andere woorden, wiskundig onmogelijk te raden.
En het blijkt dat willekeur een fundamenteel onderdeel is van kwantumgedrag: de deeltjes waaruit bijvoorbeeld een kwantumprocessor bestaat, gedragen zich op volledig onvoorspelbare manieren. Dit gedrag kan daarom worden gebruikt om cryptografiesleutels te bepalen die onmogelijk te reverse-engineeren zijn, zelfs met de krachtigste supercomputer.
Het genereren van willekeurige getallen is een toepassing van kwantumcomputing die al bijna op de markt komt. De in het VK gevestigde startup Nu Quantum, bijvoorbeeld, legt de laatste hand aan een systeem dat het gedrag van kwantumdeeltjes kan meten om stromen van willekeurige getallen te genereren die vervolgens kunnen worden gebruikt om sterkere cryptografiesleutels te bouwen.
Hardware
De toekomst van personal computing ziet eruit als een M1 Mac Google Tensor: alles wat u moet weten over de Pixel 6-chip Walmart's vroege Black Friday-verkoop omvat $ 87 Chromebook, $ 299 iPhone 12 mini De beste NAS: op het netwerk aangesloten opslagapparaten voor uw huis of bedrijf CXO