Hoewel onderzoekers niet alles over de kwantumwereld begrijpen, weten ze wel dat kwantumdeeltjes een enorm potentieel hebben, met name om grote hoeveelheden informatie vast te houden en te verwerken.
IBM
Wat is quantum computing en hoe werkt het?
Quantum computing maakt gebruik van het raadselachtige gedrag dat wetenschappers al tientallen jaren observeren in de kleinste deeltjes van de natuur – denk aan atomen, fotonen of elektronen. Op deze schaal zijn de klassieke natuurwetten niet meer van toepassing en in plaats daarvan gaan we over op kwantumregels.
Hoewel onderzoekers niet alles over de kwantumwereld begrijpen, weten ze wel dat kwantumdeeltjes een enorm potentieel hebben, met name om grote hoeveelheden informatie vast te houden en te verwerken. Het succesvol onder controle krijgen van die deeltjes in een kwantumcomputer zou een explosie van rekenkracht kunnen veroorzaken die innovatie op fenomenale wijze zou bevorderen op veel gebieden die complexe berekeningen vereisen, zoals het ontdekken van geneesmiddelen, klimaatmodellering, financiële optimalisatie of logistiek.
Zoals Bob Sutor, hoofdkwantumexponent bij IBM, het zegt: “Quantumcomputing is onze manier om de natuur na te bootsen om buitengewoon moeilijke problemen op te lossen en ze handelbaar te maken”, vertelt hij aan ZDNet.
Wat is een kwantumcomputer?
Quantumcomputers zijn er in verschillende vormen en vormen, maar ze zijn allemaal gebouwd op hetzelfde principe: ze hebben een kwantumprocessor waarin kwantumdeeltjes kunnen worden geïsoleerd zodat ingenieurs ze kunnen manipuleren.
De aard van die kwantumdeeltjes, evenals de methode die wordt gebruikt om ze te beheersen, varieert van de ene kwantumcomputerbenadering tot de andere. Sommige methoden vereisen dat de processor wordt afgekoeld tot temperaturen onder het vriespunt, andere om te spelen met kwantumdeeltjes met behulp van lasers – maar delen het doel om erachter te komen hoe de waarde van de kwantumfysica het beste kan worden benut.
Wat is het verschil tussen een kwantumcomputer en een klassieke computer?
De systemen die we sinds de jaren veertig in verschillende vormen en vormen gebruiken: laptops, smartphones, cloudservers, supercomputers – staan bekend als klassieke computers. Die zijn gebaseerd op bits, een informatie-eenheid die aan de basis ligt van elke berekening die in het apparaat plaatsvindt.
In een klassieke computer kan elke bit een waarde van één of nul aannemen om de informatie weer te geven en te verzenden die wordt gebruikt om berekeningen uit te voeren. Met behulp van bits kunnen ontwikkelaars programma's schrijven, dit zijn sets instructies die door de computer worden gelezen en uitgevoerd.
Klassieke computers zijn de afgelopen decennia onmisbare hulpmiddelen geweest, maar de inflexibiliteit van bits is beperkend. Als een analogie, als de taak zou zijn om naar een speld in een hooiberg te zoeken, zou een klassieke computer moeten worden geprogrammeerd om door elk stuk hooistro te kijken totdat het de naald bereikt.
Er zijn daarom nog steeds veel grote problemen die klassieke apparaten niet kunnen oplossen. “Er zijn berekeningen die kunnen worden gedaan op een klassiek systeem, maar ze kunnen miljoenen jaren duren of meer computergeheugen gebruiken dat in totaal op aarde bestaat”, zegt Sutor. “Deze problemen zijn tegenwoordig hardnekkig.”
Hoe verbeteren kwantumcomputers klassieke apparaten?
De kern van elke kwantumcomputer zijn qubits, ook wel kwantumbits genoemd, die losjes kunnen worden vergeleken met de bits die informatie verwerken in klassieke computers.
Qubits hebben echter heel andere eigenschappen dan bits, omdat ze zijn gemaakt van de kwantumdeeltjes die in de natuur voorkomen – dezelfde deeltjes die wetenschappers al vele jaren obsederen.
Een van de eigenschappen van kwantumdeeltjes die het meest bruikbaar is voor kwantumcomputers, staat bekend als superpositie, waardoor kwantumdeeltjes tegelijkertijd in verschillende toestanden kunnen bestaan. De beste manier om superpositie voor te stellen, is door het te vergelijken met het opgooien van een munt: in plaats van kop of munt te zijn, zijn kwantumdeeltjes de munt terwijl deze nog draait.
Door kwantumdeeltjes te beheersen, kunnen onderzoekers ze laden met gegevens om qubits te maken – en dankzij superpositie hoeft een enkele qubit niet een één of een nul te zijn, maar kan beide tegelijk zijn tijd. Met andere woorden, terwijl een klassiek bit alleen kop of munt kan zijn, kan een qubit tegelijk kop en munt zijn.
Dit betekent dat een kwantumcomputer, wanneer hem wordt gevraagd om een probleem op te lossen, qubits kan gebruiken om meerdere berekeningen tegelijk uit te voeren om een antwoord te vinden, en tegelijkertijd veel verschillende wegen kan verkennen.
Dus in het speld-in-een-hooiberg-scenario over, in tegenstelling tot een klassieke machine, zou een kwantumcomputer in principe door alle hooiruien tegelijk kunnen bladeren en de naald in een kwestie van seconden kunnen vinden. dan jaren – zelfs eeuwen – te zoeken voordat het vond wat het zocht.
Wat meer is: qubits kunnen fysiek aan elkaar worden gekoppeld dankzij een andere kwantumeigenschap die verstrengeling wordt genoemd, wat betekent dat met elke qubit die aan een systeem wordt toegevoegd, de mogelijkheden van het apparaat exponentieel toenemen – waarbij het toevoegen van meer bits alleen lineaire verbetering oplevert.
Elke keer dat we een andere qubit in een kwantumcomputer gebruiken, verdubbelen we de hoeveelheid informatie en verwerkingscapaciteit die beschikbaar is voor het oplossen van problemen. Dus tegen de tijd dat we 275 qubits bereiken, kunnen we met meer stukjes informatie rekenen dan er atomen zijn in het waarneembare heelal. En de compressie van rekentijd die dit zou kunnen genereren, kan in veel gevallen grote gevolgen hebben.
Kwantumcomputers zijn allemaal gebouwd op hetzelfde principe: ze bevatten een kwantumprocessor waarin kwantumdeeltjes kunnen worden geïsoleerd zodat ingenieurs ze kunnen manipuleren.
IBM
Waarom is quantum computing zo belangrijk?
“Er zijn een aantal gevallen waarin tijd geld is. Dingen kunnen doen sneller een materiële impact hebben in het bedrijfsleven”, vertelt Scott Buchholz, managing director bij Deloitte Consulting, aan ZDNet.
De tijdwinst die onderzoekers verwachten als gevolg van quantum computing is niet in de orde van uren of zelfs dagen. We hebben het eerder over het potentieel in staat zijn om in slechts een paar minuten het antwoord te berekenen op problemen die de krachtigste supercomputers van vandaag in duizenden jaren niet hebben kunnen oplossen, variërend van het modelleren van orkanen tot het kraken van de cryptografiesleutels die de meest gevoelige overheidsgeheimen.
En ook bedrijven hebben veel te winnen. Volgens recent onderzoek van Boston Consulting Group (BCG) kunnen de vorderingen die kwantumcomputing mogelijk maken in de komende 15 tot 30 jaar een waarde creëren van maximaal $ 850 miljard, waarvan $ 5 tot $ 10 miljard in de komende vijf jaar zal worden gegenereerd als belangrijke leveranciers leveren de technologie zoals ze hebben beloofd.
Waarvoor wordt een kwantumcomputer gebruikt?
Programmeurs schrijven problemen in de vorm van algoritmen voor klassieke computers om op te lossen – en op dezelfde manier zullen kwantumcomputers berekeningen uitvoeren op basis van kwantumalgoritmen. Onderzoekers hebben al vastgesteld dat sommige kwantumalgoritmen bijzonder geschikt zouden zijn voor de verbeterde mogelijkheden van kwantumcomputers.
Kwantumsystemen kunnen bijvoorbeeld optimalisatie-algoritmen aanpakken, die helpen bij het identificeren van de beste oplossing uit vele haalbare opties, en kunnen worden toegepast in een breed scala aan scenario's, variërend van supply chain-beheer tot verkeersbeheer. ExxonMobil en IBM werken bijvoorbeeld samen om kwantumalgoritmen te vinden die op een dag de 50.000 koopvaardijschepen die dagelijks de oceanen oversteken om goederen af te leveren, zouden kunnen beheren, om de afstand en tijd die door vloten wordt afgelegd te verminderen.
Kwantumsimulatiealgoritmen zullen naar verwachting ook ongekende resultaten opleveren, aangezien qubits onderzoekers in staat stellen complexe interacties tussen moleculen in grotere systemen te simuleren en te voorspellen, wat zou kunnen leiden tot snellere doorbraken op gebieden als materiaalwetenschap en medicijnen. ontdekking.
Met kwantumcomputers die veel grotere datasets kunnen verwerken en verwerken, zullen AI- en machine learning-applicaties enorm profiteren, met snellere trainingstijden en meer capabele algoritmen. En onderzoekers hebben ook aangetoond dat kwantumalgoritmen het potentieel hebben om traditionele cryptografiesleutels te kraken, die momenteel te wiskundig te moeilijk zijn voor klassieke computers om te breken.
Wat zijn de verschillende soorten kwantumcomputers?
Om qubits te maken, de bouwstenen van kwantumcomputers, moeten wetenschappers de kleinste deeltjes van de natuur vinden en manipuleren – kleine delen van het universum die dankzij verschillende media kunnen worden gevonden. Dit is de reden waarom er momenteel veel soorten kwantumprocessors worden ontwikkeld door verschillende bedrijven.
Een van de meest geavanceerde benaderingen bestaat uit het gebruik van supergeleidende qubits, die zijn gemaakt van elektronen, in de vorm van de bekende kroonluchterachtige kwantumcomputers. Zowel IBM als Google hebben supergeleidende processors ontwikkeld.
Een andere benadering die aan kracht wint, zijn ingesloten ionen, waar Honeywell en IonQ het voortouw in nemen, en waarin qubits zijn ondergebracht in arrays van ionen die worden gevangen in elektrische velden en vervolgens worden bestuurd met lasers.
Grote bedrijven zoals Xanadu en PsiQuantum investeren van hun kant in nog een andere methode die afhankelijk is van kwantumdeeltjes van licht, fotonen genaamd, om gegevens te coderen en qubits te maken. Qubits kunnen ook gemaakt worden van silicium spin-qubits – waar Intel zich op focust – maar ook koude atomen of zelfs diamanten.
Quantum annealing, een benadering die werd gekozen door D-Wave, is een totaal andere categorie van computergebruik. Het is niet gebaseerd op hetzelfde paradigma als andere kwantumprocessors, bekend als het poortmodel. Quantum-annealing-processors zijn veel gemakkelijker te besturen en te bedienen. Daarom heeft D-Wave al apparaten ontwikkeld die duizenden qubits kunnen manipuleren, terwijl vrijwel elk ander kwantumhardwarebedrijf met ongeveer 100 qubits of minder werkt. Aan de andere kant is de gloeibenadering alleen geschikt voor een specifieke reeks optimalisatieproblemen, wat de mogelijkheden ervan beperkt.
Wat kun je tegenwoordig met een kwantumcomputer doen?
Op dit moment, met slechts 100 qubits volgens de stand van de techniek, kan er eigenlijk heel weinig worden gedaan met kwantumcomputers. Om qubits zinvolle berekeningen te laten uitvoeren, moeten ze in de duizenden en zelfs miljoenen worden geteld.
Zowel IBM als Google hebben supergeleidende processors ontwikkeld.
IBM
“Hoewel er een enorme hoeveelheid belofte en opwinding is over wat kwantumcomputers ooit kunnen doen, denk ik dat wat ze vandaag kunnen doen relatief teleurstellend is”, zegt Buchholz.
Het verhogen van het aantal qubits in gate-modelprocessors is echter een ongelooflijke uitdaging. Dit komt omdat het moeilijk is om de deeltjes waaruit qubits bestaan in hun kwantumtoestand te houden – een beetje zoals proberen een munt te laten draaien zonder aan de ene of de andere kant te vallen, behalve veel moeilijker.
Om qubits te laten draaien, moeten ze worden geïsoleerd van elke omgevingsstoring waardoor ze hun kwantumtoestand kunnen verliezen. Google en IBM doen dit bijvoorbeeld door hun supergeleidende processors te plaatsen in temperaturen die kouder zijn dan de ruimte, waarvoor op hun beurt geavanceerde cryogene technologieën nodig zijn die momenteel bijna onmogelijk op te schalen zijn.
Bovendien betekent de instabiliteit van qubits dat ze onbetrouwbaar zijn en nog steeds waarschijnlijk rekenfouten veroorzaken. Dit heeft geleid tot een tak van kwantumcomputing die zich toelegt op het ontwikkelen van foutcorrectiemethoden.
Hoewel het onderzoek in hoog tempo vordert, zitten kwantumcomputers voorlopig vast in wat bekend staat als het NISQ-tijdperk: lawaaierige kwantumcomputers op middelhoge schaal – maar het einddoel is het bouwen van een fout- tolerante, universele kwantumcomputer.
Zoals Buchholz uitlegt, is het moeilijk te zeggen wanneer dit waarschijnlijk zal gebeuren. “Ik vermoed dat we een handvol jaren verwijderd zijn van productie-use cases, maar de echte uitdaging is dat dit een beetje lijkt op het proberen doorbraken in onderzoek te voorspellen”, zegt hij. “Het is moeilijk om een tijdlijn op genialiteit te plakken.”
Wat is quantum suprematie?
In 2019 beweerde Google dat zijn 54-qubit supergeleidende processor, Sycamore genaamd, kwantumsuprematie had bereikt, het punt waarop een kwantumcomputer een rekentaak kan oplossen die onmogelijk kan worden uitgevoerd op een klassieke apparaat in een realistische hoeveelheid tijd.
Google zei dat Sycamore in slechts 200 seconden het antwoord heeft berekend op een probleem waar 's werelds grootste supercomputers 10.000 jaar over zouden hebben gedaan.
Meer recentelijk beweerden onderzoekers van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China een soortgelijke doorbraak, door te zeggen dat hun kwantumprocessor 200 seconden nodig had om een taak te volbrengen die 600 miljoen jaar zou hebben geduurd om te voltooien met klassieke apparaten .
Dit wil niet zeggen dat een van die kwantumcomputers nu in staat is om elke klassieke computer bij elke taak te overtreffen. In beide gevallen waren de apparaten geprogrammeerd om zeer specifieke problemen uit te voeren, met weinig nut afgezien van het bewijs dat ze de taak aanzienlijk sneller konden berekenen dan klassieke systemen.
Zonder een hoger aantal qubits en betere foutcorrectie, is het bewijzen van quantum suprematie voor bruikbare problemen nog ver weg.
Wat is het nut van kwantumcomputers nu?
Organisaties die investeren in kwantumbronnen zien dit als de voorbereidingsfase: hun wetenschappers leggen de basis om klaar te zijn voor de dag dat een universele en fouttolerante kwantumcomputer klaar is.
In de praktijk betekent dit dat ze proberen de kwantumalgoritmen te ontdekken die het meest waarschijnlijk een voordeel zullen vertonen ten opzichte van klassieke algoritmen zodra ze op grootschalige kwantumsystemen kunnen worden uitgevoerd. Om dit te doen, proberen onderzoekers doorgaans te bewijzen dat kwantumalgoritmen vergelijkbaar presteren met klassieke algoritmen bij zeer kleine gebruiksscenario's, en theoretiseren dat naarmate kwantumhardware verbetert en de omvang van het probleem kan worden vergroot, de kwantumbenadering onvermijdelijk een aanzienlijke snelheid zal laten zien -op.
Zo bedachten wetenschappers van de Japanse staalfabrikant Nippon Steel onlangs een kwantumoptimalisatie-algoritme dat kon concurreren met zijn klassieke tegenhanger voor een klein probleem dat werd uitgevoerd op een 10-qubit kwantumcomputer. In principe betekent dit dat hetzelfde algoritme, uitgerust met duizenden of miljoenen foutgecorrigeerde qubits, uiteindelijk de volledige toeleveringsketen van het bedrijf zou kunnen optimaliseren, compleet met het beheer van tientallen grondstoffen, processen en strakke deadlines, wat enorme kostenbesparingen zou opleveren.
Het werk dat kwantumwetenschappers voor bedrijven doen, is daarom zeer experimenteel en tot nu toe zijn er minder dan 100 kwantumalgoritmen waarvan is aangetoond dat ze concurreren met hun klassieke equivalenten – wat alleen maar aangeeft hoe opkomend het veld nog steeds is.
Wie gaat de kwantumcomputerrace winnen?
In de meeste gevallen is een volledig foutgecorrigeerde kwantumcomputer nodig, maar wie levert er het eerst een? is de vraag op ieders lippen in de kwantumindustrie, en het is onmogelijk om het exacte antwoord te weten.
Alle kwantumhardwarebedrijven willen benadrukken dat hun aanpak de eerste zal zijn om de kwantumrevolutie te doorbreken, waardoor het nog moeilijker wordt om ruis van de realiteit te onderscheiden. “De uitdaging op dit moment is dat het is alsof je naar een groep peuters in een speeltuin kijkt en probeert te bedenken wie van hen de Nobelprijs gaat winnen”, zegt Buchholz.
“Ik heb de slimste mensen in het veld zien zeggen dat ze niet echt zeker weten welke van deze het juiste antwoord is. Er zijn meer dan zes verschillende concurrerende technologieën en het is nog steeds niet duidelijk welke zal eindigen als de beste, of dat er een beste zal zijn”, vervolgt hij.
Over het algemeen zijn experts het erover eens dat de technologie pas na 2030 zijn volledige potentieel zal bereiken. De komende vijf jaar kunnen er echter enkele vroege gebruiksscenario's komen, aangezien de foutcorrectie verbetert en het aantal qubits cijfers begint te bereiken waarmee kleine problemen kunnen worden geprogrammeerd .
IBM is een van de weinige bedrijven die zich heeft gecommitteerd aan een specifieke kwantumroutekaart, die het uiteindelijke doel definieert om een kwantumcomputer van een miljoen qubit te realiseren. Op de kortere termijn verwacht Big Blue dat het in 2023 een 1121-qubit-systeem zal uitbrengen, wat het begin zou kunnen zijn van de eerste experimenten met real-world use-cases.
Over het algemeen zijn experts het erover eens dat kwantumcomputers pas na 2030 hun volledige potentieel zullen bereiken.
IBM
Hoe zit het met kwantumsoftware?
Het ontwikkelen van kwantumhardware is een groot deel van de uitdaging, en misschien wel het belangrijkste knelpunt in het ecosysteem. Maar zelfs een universele fouttolerante kwantumcomputer zou weinig zin hebben zonder de bijbehorende kwantumsoftware.
“Natuurlijk zijn geen van deze online faciliteiten veel nuttig zonder te weten hoe je kwantum moet 'spreken'”, zegt Andrew Fearnside, senior medewerker gespecialiseerd in kwantumtechnologieën bij het intellectuele eigendomsbedrijf Mewburn Ellis, tegen ZDNet.
Het maken van kwantumalgoritmen is niet zo eenvoudig als het nemen van een klassiek algoritme en het aanpassen aan de kwantumwereld. Quantum computing vereist eerder een gloednieuw programmeerparadigma dat alleen op een gloednieuwe softwarestack kan worden uitgevoerd.
Natuurlijk ontwikkelen sommige hardwareleveranciers ook softwaretools, waarvan de meest gevestigde IBM's open-source kwantumsoftware-ontwikkelingskit Qiskit is. Maar bovendien breidt het kwantumecosysteem zich uit met bedrijven die zich uitsluitend toeleggen op het maken van kwantumsoftware. Bekende namen zijn Zapata, QC Ware of 1QBit, die allemaal gespecialiseerd zijn in het leveren van tools aan bedrijven om de taal van kwantum te begrijpen.
En er ontstaan steeds meer kansrijke samenwerkingsverbanden om verschillende delen van het ecosysteem bij elkaar te brengen. De recente alliantie tussen Honeywell, dat kwantumcomputers met ingesloten ionen bouwt, en kwantumsoftwarebedrijf Cambridge Quantum Computing (CQC), heeft analisten doen voorspellen dat een nieuwe speler een voorsprong zou kunnen nemen in de kwantumrace.
Wat is kwantumcomputing in de cloud?
De complexiteit van het bouwen van een kwantumcomputer – denk aan ultrahoge vacuümkamers, cryogene controlesystemen en andere exotische kwantuminstrumenten – betekent dat de overgrote meerderheid van de kwantumsystemen momenteel stevig in laboratoriumomgevingen zitten, in plaats van naar de datacenters van klanten te worden gestuurd .
Om gebruikers toegang te geven tot de apparaten om hun experimenten uit te voeren, hebben kwantumbedrijven daarom commerciële cloudservices voor kwantumcomputing gelanceerd, waardoor de technologie toegankelijk wordt voor een groter aantal klanten.
De vier grootste aanbieders van publieke cloud computing-diensten bieden momenteel toegang tot kwantumcomputers op hun platform. IBM en Google hebben beide hun eigen kwantumprocessors in de cloud gezet, terwijl Microsoft's Azure Quantum en AWS's Braket-service klanten toegang geven tot computers van externe leveranciers van kwantumhardware.
Hoe ziet de kwantumcomputerindustrie er tegenwoordig uit?
De jury blijft uit over welke technologie de race zal winnen, of helemaal niet, maar één ding is zeker: de kwantumcomputerindustrie ontwikkelt zich snel en investeerders financieren het ecosysteem genereus. Aandeleninvesteringen in kwantumcomputing zijn in 2020 bijna verdrievoudigd, en volgens BCG zullen ze in 2021 nog meer stijgen tot $ 800 miljoen.
Overheidsinvesteringen zijn nog belangrijker: de VS heeft de komende vijf jaar 1,2 miljard dollar vrijgemaakt voor kwantuminformatiewetenschap, terwijl de EU een kwantumvlaggenschip van 1 miljard dollar (1,20 miljard dollar) heeft aangekondigd. Het VK bereikte onlangs ook de budgetmijlpaal van £ 1 miljard ($ 1,37 miljard) voor kwantumtechnologieën, en hoewel officiële cijfers in China niet bekend zijn, heeft de regering geen geheim gemaakt van haar wens om agressief te concurreren in de kwantumrace.
Dit heeft ervoor gezorgd dat het kwantumecosysteem de afgelopen jaren tot bloei is gekomen, waarbij het aantal nieuwe start-ups is toegenomen van een handvol in 2013 tot bijna 200 in 2020. Ook bij potentiële klanten neemt de aantrekkingskracht van kwantumcomputing toe: volgens aan analysebedrijf Gartner, terwijl slechts 1% van de bedrijven in 2018 budgetten voor kwantum had, wordt verwacht dat 20% dit in 2023 zal doen.
Wie is er nu klaar voor kwantum?
Hoewel niet alle bedrijven zich hoeven voor te bereiden om gelijke tred te houden met concurrenten die klaar zijn voor kwantum, zijn er enkele industrieën waar kwantumalgoritmen naar verwachting enorme waarde zullen genereren en waar toonaangevende bedrijven zich al voorbereiden.
Goldman Sachs en JP Morgan zijn twee voorbeelden van financiële giganten die investeren in kwantumcomputers. Dat komt omdat in het bankwezen de algoritmen voor kwantumoptimalisatie een boost kunnen geven aan de optimalisatie van de portefeuille, door beter te kiezen welke aandelen u wilt kopen en verkopen voor een maximaal rendement.
In de farmaceutische industrie, waar het proces voor het ontdekken van geneesmiddelen gemiddeld een tienjarige deal van $ 2 miljard is die grotendeels afhankelijk is van vallen en opstaan, wordt verwacht dat kwantumsimulatie-algoritmen ook golven zullen maken. Dit is ook het geval in de materiaalkunde: bedrijven als OTI Lumionics onderzoeken bijvoorbeeld het gebruik van kwantumcomputers om efficiëntere OLED-schermen te ontwerpen.
Toonaangevende autobedrijven, waaronder Volkswagen en BMW, houden de technologie ook nauwlettend in de gaten, die op verschillende manieren van invloed kan zijn op de sector, gaande van het ontwerpen van efficiëntere batterijen tot het optimaliseren van de toeleveringsketen tot een beter beheer van verkeer en mobiliteit. Volkswagen was bijvoorbeeld een pionier in het gebruik van een kwantumalgoritme dat busroutes in realtime optimaliseerde door verkeersknelpunten te ontwijken.
Naarmate de technologie volwassener wordt, is het echter onwaarschijnlijk dat kwantumcomputing beperkt zal blijven tot een select aantal. Analisten verwachten eerder dat vrijwel alle industrieën het potentieel hebben om te profiteren van de rekensnelheid die qubits zullen ontsluiten.
Er zijn een aantal industrieën waar quantumalgoritmen naar verwachting enorme waarde zullen genereren en waar toonaangevende bedrijven zich al voorbereiden.
IBM
Zullen kwantumcomputers onze laptops vervangen?
Van quantumcomputers wordt verwacht dat ze fenomenaal zijn in het oplossen van een bepaalde klasse van problemen, maar dat betekent niet dat ze voor elke toepassing een beter hulpmiddel zullen zijn dan klassieke computers. Met name kwantumsystemen zijn niet geschikt voor fundamentele berekeningen zoals rekenen, of voor het uitvoeren van opdrachten.
“Quantumcomputers zijn geweldige constraint-optimizers, maar dat is niet wat je nodig hebt om Microsoft Excel of Office te draaien”, zegt Buchholz. “Daar is klassieke technologie voor: voor het doen van veel wiskunde, berekeningen en opeenvolgende bewerkingen.”
Met andere woorden, er zal altijd een plaats zijn voor de manier waarop we vandaag de dag rekenen. Het is bijvoorbeeld onwaarschijnlijk dat je binnenkort een Netflix-serie op een kwantumcomputer gaat streamen. In plaats daarvan zullen de twee technologieën in combinatie worden gebruikt, waarbij kwantumcomputers alleen nodig zijn waar ze een specifieke berekening drastisch kunnen versnellen.
Hoe gaan we kwantumcomputers gebruiken?
Buchholz voorspelt dat, naarmate klassiek en kwantumcomputing naast elkaar gaan werken, toegang eruit zal zien als een configuratie-optie. Datawetenschappers hebben momenteel de keuze om CPU's of GPU's te gebruiken bij het uitvoeren van hun workloads, en het kan zijn dat kwantumverwerkingseenheden (QPU's) op een gegeven moment aan de lijst worden toegevoegd. Het is aan onderzoekers om te beslissen welke configuratie ze kiezen, op basis van de aard van hun berekening.
Hoewel de precieze manier waarop gebruikers in de toekomst toegang zullen krijgen tot kwantumcomputing nog moet worden bepaald, is één ding zeker: het is onwaarschijnlijk dat ze de fundamentele wetten van kwantumcomputing hoeven te begrijpen om de technologie te gebruiken .
“Mensen raken in de war omdat we de weg naar quantumcomputing inslaan door over technische details te praten”, zegt Buchholz. “Maar je hoeft niet te begrijpen hoe je mobiele telefoon werkt om hem te gebruiken.”
“Mensen vergeten soms dat wanneer je ergens op een server inlogt, je geen idee hebt op welke fysieke locatie de server zich bevindt, of zelfs fysiek bestaat. De belangrijke vraag wordt echt wat het gaat om eruit te zien om toegang te krijgen.”
En hoe fascinerend qubits, superpositie, verstrengeling en andere kwantumverschijnselen ook mogen zijn, voor de meesten van ons zal dit welkom nieuws zijn.
Verwante onderwerpen:
Cloud 