Все, что вам нужно, чтобы начать работу с квантовыми вычислениями !!
В части 1 мы говорили о том, чем квантовые вычисления отличаются от классических вычислений, обсуждая их свойства. Если вы пропустили эту статью, я настоятельно рекомендую вам прочитать ее один раз, чтобы получить наилучшие знания из этой статьи.
В этой статье мы перейдем к обсуждению второго вопроса,
Когда квантовые вычисления вытеснят классические вычисления?
Итак, прежде чем напрямую ответить на этот вопрос, позвольте мне сначала сказать вам, в каких аспектах квантовые вычисления будут для нас спасением !?
1. Квантовое моделирование.
Квантовые вычисления в основном следуют законам квантовой физики, которые описывают работу природы и Вселенной. Кубиты, используемые в квантовом компьютере, имеют вероятностное состояние между 0 и 1, в отличие от классического бита, находящегося в двоичном состоянии.
Это помогает в разработке реальных симуляторов от очень маленьких частиц, таких как молекулы, до больших звезд-гигантов и даже теории Большого взрыва.
2. Оптимизация химических реакций
Так же, как мы можем моделировать молекулу, мы можем изучать ее действительную работу, от макроскопического мира до микроскопического мира. Это поможет нам понять реальную структуру этой молекулы.
Следовательно, выполняя химическую реакцию этой молекулы с другими молекулами, мы можем эффективно производить полученные молекулы с минимальными потерями.
При производстве удобрений на основе аммиака мы можем улучшить процесс фиксации азота с помощью квантовых вычислений и производить больше удобрений с меньшим вредом для окружающей среды.
Также полезны квантовые вычисления при создании сверхпроводников при комнатной температуре, твердотельных батарей и даже для удаления углекислого газа из окружающей среды.
3. Повышение безопасности наших данных
Всякий раз, когда мы отправляем или получаем какие-либо данные в Интернете, они шифруются или дешифруются перед передачей через Интернет. Для шифрования обычно генерируются закрытый и открытый ключи, которые помогают получателю при дешифровании.
Поскольку классические компьютеры работают исключительно по логике, они генерируют частный и открытый ключи псевдослучайно. Это означает, что известное «начальное» значение предоставляется классическому компьютеру, который затем продолжает генерировать случайную последовательность на основе логики.
Но когда эта случайная последовательность достигает своего максимального значения, значение «начального числа» обновляется и снова начинает генерировать случайные числа на основе логики.
Это значение «начального числа» может быть определено, и, следовательно, вся последовательность остается случайной, пока не достигнет своего максимального значения в диапазоне. Поэтому их называют «псевдослучайными числами».
Но если мы используем квантовый компьютер для генерации этих закрытых и открытых ключей, он может генерировать «чистые случайные» числа, поскольку квантовые вычисления работают по законам природы, что само по себе является СЛУЧАЙНЫМ!
4. Добавьте масла в искусственный интеллект.
Как мы знаем, для развития искусственного интеллекта мы используем машинное обучение, что является лучшим способом. Но по мере того, как мы глубоко погружаемся в это пространство и используем сложные нейронные сети глубокого обучения, обрабатывающие набор данных и обучение, модель требует большого количества вычислительного времени.
С помощью доступного в настоящее время поколения мощных графических процессоров все идет гладко, но в ближайшем будущем все будет по-другому. ИИ не может превзойти человеческий интеллект с помощью классических вычислительных мощностей.
Для квантовых компьютеров состояние квантового превосходства уже достигнуто благодаря квантовому процессору Sycamore от Google, который может обрабатывать данные за 200 секунд, что может занять 10 000 лет на самом быстром доступном суперкомпьютере на планете.
Это доказывает, что в вычислительном отношении квантовые компьютеры намного быстрее классических компьютеров. Предполагается, что первый ИИ, который превзойдет человеческий интеллект, будет использовать квантовый процессор для обработки данных!
Вывод
Согласно текущим предположениям, квантовые вычисления не охватят классические вычисления, поскольку приложения квантовых вычислений в основном предназначены для решения крупномасштабных задач оптимизации.
В настоящее время мы живем в эпоху NISQ (шумных квантов промежуточного масштаба), где мы разрабатываем безошибочные квантовые процессоры. Эта эпоха совпадает с 1940-ми годами классических вычислений. Но в течение следующих двух десятилетий мы видим, что вся вычислительная теория расширила свой кругозор с помощью квантовых вычислений.
Мы надеемся, что теперь вы получили больше знаний о квантовых вычислениях и, возможно, будете готовы принять в этом отношении решение о карьере!
Не забудьте подписаться на публикацию The Lean Programmer Publication, чтобы увидеть больше таких статей, и подпишитесь на нашу новостную рассылку tinyletter.com/TheLeanProgrammer
