Komputery kwantowe. Dzięki nim zmienimy łańcuchy dostaw, opracujemy szczepionki i poprawimy służbę zdrowia

Wszystkie te projekty mają wspólną cechę, niezwykłą jak na standardy dotychczas obecne w silnie skomercjalizowanym świecie inteligentnych technologii. Ich realizacja wymaga bliskiej, opartej na zaufaniu współpracy technologicznych gigantów z instytucjami państwowymi i środowiskami, które reprezentują wiele grup społecznych i zawodowych. Partnerstwo publiczno-prywatne jest bezprecedensowe i może z czasem zaowocować zmianami w systemie wartości, które do tej pory definiowały globalny system ekonomiczny.

Czy branża technologiczna będzie zmieniała losy świata, czy może tylko wykorzysta obecną sytuację do poprawy wizerunku? Jest jeszcze za wcześnie, by o tym wyrokować.

Kubity zamiast bitów

W czasie epidemii mamy okazję przekonać się, jak w nowej sytuacji, w której stykamy się z chaotycznym napływem danych o różnym charakterze, sprawdza się technologia kwantowa. Przed omówieniem przykładów wpływu obecnej sytuacji na zainteresowanie komputerami kwantowymi przypomnę w skrócie zasadę, na jakiej opiera się ich działanie.

Ich najmniejszą jednostką jest kubit. W przeciwieństwie do klasycznych bitów, które mogą mieć wartość 0 lub 1, kubity mogą osiągać jednocześnie wartość 0 i 1. Stan, w którym możliwe jest działanie w oparciu o dwie przeciwstawne wartości, nazywamy superpozycją. Podczas gdy klasyczne bity działają niezależnie, kubity oddziałują na siebie, tworząc współzależności nazywane splątaniem. Wymienione cechy umożliwiają złożone operacje i wykładniczy wzrost stanów: jeden kubit reprezentuje dwa stany 0 i 1, dwa kubity cztery stany, trzy kubity osiem stanów itd. W rezultacie komputery kwantowe mogą rozwiązywać powierzone im zadania znacznie szybciej niż komputery, które znamy z codziennego użycia.

Do przedstawienia korzyści z zastosowania technologii kwantowej użyję prostej analogii. Wyobraźmy sobie sytuację, w której chcemy w ciągu kilkudziesięciu sekund odnaleźć informację ukrytą w jednej ze stu milionów książek. Używając komputera konwencjonalnego jesteśmy skazani na niepowodzenie. Natomiast maszyna kwantowa wyjdzie z tego zadania zwycięsko, bo podczas swej pracy zachowa się tak, jakby działała równolegle w 100 milionach układów, analizując zawartość każdej książki w tym samym czasie. Zamiast rozwiązywania problemów krok po kroku, tak jak w przypadku klasycznych komputerów, komputery kwantowe rozwiązują więc cały problem za jednym razem.

Pandemiczny chaos danych

Odnieśmy to do naszej pandemicznej rzeczywistości. W krótkim czasie musimy znaleźć informacje dotyczącą pochodzenia wirusa, opracować modele jego rozprzestrzeniania się, kontrolować zachowanie osób na kwarantannie, opracować recepturę szczepionki, sprawdzić efektywność nowych łańcuchów dostaw, zmierzyć wytrzymałość systemów opieki zdrowotnej, przeanalizować konsekwencje ekonomiczne pandemii itd.

Jak widać, pracujemy na niespotykanej dotąd masie danych o różnej naturze i potrzebujemy błyskawicznych wniosków z symulacji. Tylko technologia kwantowa – przynajmniej teoretycznie – może podejmować się tak złożonych zadań obliczeniowych.

Według Briana C. Britta, badacza z University of Alabama, obliczenia kwantowe doskonale nadają się do tego, by oceniać rozprzestrzenianie się wirusa w sieciach. Nie ma przy tym znaczenia, czy badamy wirusowo przenoszony film, mem czy SARS-CoV-2. Kwantowa technologia dostarcza narzędzi analitycznych, dla których rodzaj dostępnych danych nie ma kluczowego wpływu na sukces w obliczeniach.

Zainteresowanie branży wykorzystaniem komputerów w nowej rzeczywistości rośnie. W marcu firma IDC przedstawiła wyniki ankiety przeprowadzonej wśród 520 użytkowników IT i firm na całym świecie, wśród których znaleźli się także użytkownicy komputerów kwantowych. Ponad 75 proc. respondentów stwierdziło, że ich organizacje są teraz wyjątkowo zainteresowane obliczeniami kwantowymi. 52 proc. ankietowanych planuje eksperymenty z technologią obliczeń kwantowych w ciągu najbliższych 18-24 miesięcy.

Według specjalistów, komputery kwantowe mogłyby pomagać we wczesnej identyfikacji kryzysów podobnych do tego, jaki obecnie przeżywamy. Mogłyby pomóc w sporządzaniu analiz pozwalających na spowolnienie transmisji wirusa jak i opracowanie szczepionki. Byłyby użyteczne w tworzeniu nowych, alternatywnych modeli łańcuchów dostaw w sytuacji, gdy te dotychczasowe przeżywają trzęsienie ziemi.

Przykłady konkretnych działań i zastosowań już widać. Firma D-Wave Systems od marca oferuje bezpłatny dostęp do usługi przetwarzania w chmurze, udostępniając zarówno klasyczne jak i kwantowe zasoby. Umożliwi to rozwiązywanie złożonych problemów analitycznych, w których występuje nawet 10 tys. zmiennych. Dzięki usłudze możliwe jest tworzenie hybrydowych, kwantowo-klasycznych symulacji, które mogą przyspieszyć rozwiązywanie problemów z obszaru farmakologii i epidemiologii wywołan … czytaj dalej

Zgłoś naruszenie/Błąd