1.
Kas ir kvantu mākoņdatošana?
Kvantu mākoņdatošana padara kvantu skaitļošanas resursus pieejamus organizācijām, akadēmiskajām aprindām un citiem lietotājiem, izmantojot mākoņtehnoloģiju.
Uz mākoņiem balstīti kvantu datori darbojas ātrāk un tiem ir lielāka skaitļošanas jauda nekā tradicionālajiem datoriem, jo tie izmanto kvantu fizikas principus sarežģītu skaitļošanas problēmu risināšanā.
Ir dažādi kvantu datoru veidi, piemēram, kvantu rūdītāji, analogie kvantu simulatori un universālie kvantu datori. Kvantu rūdītāji tiek uzskatīti par vismazāk jaudīgākajiem kvantu datoriem, taču tie var ļoti labi atrisināt optimizācijas problēmas. No otras puses, analogie kvantu simulatori ir spēcīgas sistēmas, kas var atrisināt fiziskas un bioķīmiskas problēmas.
Universālie kvantu datori ir visspēcīgākais un visplašāk izmantotais kvantu datoru veids. Tos arī ir visgrūtāk uzbūvēt. Universālajai skaitļošanai ir potenciāls piekļūt līdz pat 1 miljonam kubitu (kvantu informācijas pamatvienībai). Tomēr pašreizējā tehnoloģija nodrošina piekļuvi tikai aptuveni 100 līdz 400 kubitiem.
Kāds tam visam sakars ar blokķēdes tehnoloģiju? Tā kā kvantu skaitļošana ir tik spēcīga, tā ir saprotami piesaistījusi blokķēdes kopienas uzmanību, jo to varētu izmantot, lai kaitētu blokķēdes tehnoloģijai, kādu mēs to pazīstam šodien.
Pirmkārt, tiek izvirzīta hipotēze, ka kvantu skaitļošanu varētu izmantot, lai iegūtu negodīgas priekšrocības salīdzinājumā ar citiem darba pierādījumu (PoW) kalnračiem un potenciāli dominētu blokķēdes ieguvē. Tas pakļauj decentralizētus PoW tīklus, piemēram, Bitcoin (BTC) un Litecoin (LTC), centralizācijas draudiem.
Otrkārt, kvantu skaitļošana teorētiski varētu arī atšifrēt blokķēdes izmantotos šifrēšanas kodus. Tas nozīmē, ka kvantu skaitļošana var izmantot kriptogrāfiju, lai uzbruktu blokķēdes tīkliem. Tomēr tas nav viss kriptosistēmām, jo kvantu mākoņdatošana var piedāvāt arī efektīvu risinājumu blokķēžu aizsardzībai un nostiprināšanai pret kvantu uzbrukumiem.
2.
Kāda ir atšķirība starp mākoņdatošanu un kvantu mākoņdatošanu?
Kvantu mākoņdatošana izkliedētajai skaitļošanai izmanto kvantu principus, savukārt mākoņdatošana izmanto attālos serverus, lai nodrošinātu izkliedētās skaitļošanas pakalpojumus.
Mākoņdatošana vienkārši attiecas uz tādu pakalpojumu sniegšanu kā datu glabāšana, serveri, datu bāzes un tīkli, izmantojot internetu. Piemēram, organizācijas var izvēlēties mākoņkrātuves pakalpojumus, lai samazinātu aparatūras uzturēšanas un citas izmaksas, nevis uzglabāt datus fiziskajos serveros uz vietas.
No otras puses, kvantu mākoņdatošana ir iegūta no kvantu skaitļošanas - skaitļošanas veida, kas izmanto kvantu mehānikas principus, lai atrisinātu sarežģītas problēmas. Tas nodrošina lietotājiem kvantu datorus un piekļuvi kvantu iespējotiem pakalpojumiem un risinājumiem, izmantojot mākoni.
Uzņēmumi, kas izmanto mākoņdatošanu, piemēram, Google, Amazon, IBM un Microsoft, arī ir vadošie virzieni kvantu datoru izstrādē, lai pilnveidotu skaitļošanas tehnoloģiju un padarītu kvantu datorus pieejamus lielākam skaitam lietotāju, izmantojot mākoņdatošanu. Piemēram, IBM Osprey kvantu datoram ir 433 kubiti. Tiek ziņots, ka uzņēmums līdz 2025. gadam plāno palielināt līdz 4000 kubitiem.
Saistīts: Kriptovalūtas un kvantu skaitļošana: dziļa niršana kriptovalūtu nākotnē
3.
Kā darbojas kvantu mākoņdatošana?
Līdzīgi kā platformas kā pakalpojuma risinājumi, kvantu mākoņdatošanas pakalpojumi darbojas, tieši savienojot lietotājus ar kvantu procesoriem, emulatoriem un simulatoriem.
Fiziskie kvantu datori ir ārkārtīgi sarežģīti, padarot mākoņdatošanas piekļuvi par ideālu iestatījumu tiem, kam ir jāizmanto kvantu skaitļošanas jaudas priekšrocības, neiegādājoties savu iekārtu.
Saskaņā ar IBM teikto, tā kvantu aparatūras sistēma, kas ir aptuveni vidējas automašīnas izmēra, galvenokārt sastāv no dzesēšanas sistēmas, lai nodrošinātu, ka supravadošais procesors paliek īpaši aukstā ideālā darba temperatūrā.
Kvantu aparatūras sistēmas sastāv no superfluīdiem, kas var pārdzesēt sistēmu, kas veido Džozefsona savienojumus, lai veiktu lādiņu caur kvantu tuneli, kas atvieglo uzvedības kontroli un informācijas pārsūtīšanu.
Kubiti var veikt svarīgu funkciju, ko sauc par superpozīciju, kas ļauj tiem ievietoto kvantu informāciju superpozīcijas stāvoklī vai visu iespējamo kubīta konfigurāciju kombināciju. Šī parādība ļauj izveidot daudzdimensionālas skaitļošanas telpas, kas atvieglo sarežģītu problēmu risināšanu.
Vēl viena lieta, kas jāsaprot, runājot par kvantu skaitļošanu, ir sapīšanās jēdziens - kvantu mehāniskais efekts. Sapīšanās ir korelācija starp divu neatkarīgu lietu uzvedību. Kvantu sapīšanās kontekstā, kubitiem sapinoties, tie izraisa citu kubitu izmaiņas, ļaujot sistēmai rast risinājumus ātrāk nekā parasts dators.
Pretēji izplatītajam nepareizajam priekšstatam, ka kvantu skaitļošana var atrisināt sarežģītas problēmas, paralēli izmēģinot visas iespējamās problēmas konfigurācijas, kvantu datori izmanto kubitu samezglošanos, lai izpētītu varbūtību. Pēc tam viņi izpilda algoritmu, lai palielinātu iespējas atrast labāko atbildi.
4.
Kāds ir kvantu mākoņdatošanas mērķis?
Kvantu skaitļošanai ir potenciāls atrisināt iepriekš neatrisināmas problēmas dažādās jomās, piemēram, ekonomikā, zāļu projektēšanā un attīstībā, finansēs, loģistikā un citās jomās.
Piemēram, liela mēroga kvantu mākoņdatošanas platformas var izmantot, lai risinātu problēmas, kas saistītas ar loģistikas optimizāciju un resursu plānošanu biznesa vidē. Veselības aprūpē kvantu mākoņdatošana var analizēt lielu daudzumu pacientu datu, lai atrastu visefektīvākos ārstēšanas veidus konkrētām slimībām.
Turklāt kiberdrošības jomā kvantu datori var izmantot savu uzlaboto skaitļošanas jaudu, lai palīdzētu cīnīties pret kibernoziedzību un datu pārkāpumiem. Kvantu mākoņdatošanas priekšrocības ir daudzas. Būtisks ieguvums ir tas, ka tas ļauj organizācijām piekļūt kvantu skaitļošanas jaudai, neiegādājoties savas mašīnas un dzesēšanas sistēmas.
Tas arī ļauj kvantu pētniekiem, piemēram, kvantu fizikas studentiem un akadēmiķiem, labāk izprast kvantu principus un veikt eksperimentus, neprasot piekļuvi kvantu datoram.
5.
Kā tiek izmantota kvantu mākoņdatošana?
Pašreizējie kvantu mākoņdatošanas lietojumi ietver lietojumprogrammas, kas saistītas ar kvantu algoritmu testēšanu.
Konkrēti, kvantu algoritmi tiek izveidoti parastajos datoros un pārbaudīti kvantu datoros, lai nodrošinātu iespējamību. Tā kā kvantu skaitļošanā izmantotā tehnoloģija ir dārga un tai ir lieli šķēršļi ienākšanai, mākoņdatošanas kvantu skaitļošana ļauj uzņēmumiem un pētniekiem izmantot tehnoloģiju, lai izpētītu dažādas kvantu skaitļošanas lietojumprogrammas.
Kvantu skaitļošana joprojām ir agrīnā izstrādes un ieviešanas stadijā, tāpēc ieviešanas rādītāji joprojām ir zemi. Tomēr šīs tehnoloģijas pieejamība, izmantojot izkliedēto mākoņdatošanu, ir spēles mainītājs, kas paver durvis daudzām iespējamām lietojumprogrammām nākotnē.
6.
Kāda izskatās mākoņu kvantu skaitļošanas nākotne?
Eksperti prognozē, ka mākoņdatošanas kvantu skaitļošanas ieviešana var būt grūtāka nekā mākslīgais intelekts, kas pēdējo desmit gadu laikā ir uzplaukusi. )
Šis izaicinājums daļēji ir saistīts ar kvantu datoru sarežģītajām tehniskajām prasībām. Tā kā kvantu aparatūras sistēmām ir nepieciešami ārkārtīgi auksti darbības apstākļi, mākoņa pakalpojumu sniedzējiem būs jāizveido īpašas telpas kvantu datoriem. Mūsdienās esošie datu centri šim nolūkam ir slikti aprīkoti.
Turklāt kvantu skaitļošana un ar to saistītā programmatūra joprojām ir izstrādes un ieviešanas sākuma stadijā, tāpēc nozare kopumā joprojām tiek uzskatīta par topošu. Programmētājiem būs jāapgūst arī jaunas aritmētiskās un loģikas prasmes, jo tipiskās digitālās programmēšanas metodes ļoti atšķiras no tām, kas nepieciešamas kvantu skaitļošanai.
Tomēr eksperti ir optimistiski noskaņoti par mākoņdatošanas kvantu skaitļošanas potenciālu un uzskata, ka tas varētu sniegt milzīgus ieguvumus dažādām nozarēm, tostarp finanšu, loģistikas, veselības aprūpes un tehnoloģiju jomām.
Tehnoloģijai attīstoties, joprojām ir ļoti iespējams, ka tuvākajā nākotnē mākoņdatošana kļūs plaši pieejama, padarot uzņēmumiem vieglāku un rentablāku šīs jaudīgās tehnoloģijas izmantošanu. )
Mākoņu uzņēmumi, iespējams, kļūs par pirmo apakšpakalpojuma sniedzēju grupu, jo pakalpojums vienkārši paplašinās esošos piedāvājumus. Ja kvantu mākoņdatošana tiks ieviesta un tirgota efektīvi, tā varētu kļūt tikpat izplatīta kā mākslīgais intelekts un mašīnmācīšanās ieviešana.