Kvantna računala su na putu rješavanja većih problema za BMW, LG i druge


Ova priča je dio Godina pred namaCNET-ov pogled na to kako će se svijet nastaviti razvijati počevši od 2022. i dalje.

Nakon godina razvoja, kvantna računala dosegla su razinu sofisticiranosti 2021. koja je ohrabrila komercijalne kupce da se počnu baviti radikalno novim strojevima. Sljedeće godine poslovni svijet će ih možda biti spreman prihvatiti s većim entuzijazmom.

BMW je među proizvodnim divovima koji vidi obećanje strojeva, koji kapitaliziraju fiziku ultramalih kako bi se vinuli iznad nekih granica konvencionalnih računala. Ranije ovog mjeseca njemački auto gigant izabrao je četiri pobjednika u a Natjecanje ugostio je Amazon kako bi istaknuo načine na koje bi nova tehnologija mogla pomoći proizvođaču automobila.

Pronašao je proizvođač automobila kvantna računala imaju potencijal optimizirati postavljanje senzora na automobile, predvidjeti obrasce deformacije metala i koristiti AI u provjerama kvalitete.

“Mi u BMW Grupi uvjereni smo da buduće tehnologije kao što je kvantno računalstvo imaju potencijal učiniti naše proizvode poželjnijim i održivijim”, rekao je Peter Lehnert, koji vodi BMW-ovu istraživačku grupu, u izjavi.

BMW nije sam u svojoj odlučnosti procijeniti praktičnu primjenu kvantnih računala. Zrakoplovni div Airbus, tvrtka za financijske usluge PayPal i proizvođač potrošačke elektronike LG Electronics su među komercijalnim tvrtkama koje žele koristiti strojeve za usavršavanje znanosti o materijalima, pojednostavljenje logistike i praćenje plaćanja.

Godinama su istraživači radili na kvantnim računalima kao manje-više konceptualnim projektima koji koriste prednosti kubita, elemenata za obradu podataka koji mogu zadržati više od dva stanja kojima upravljaju tranzistori u konvencionalnim računalima. Čak i dok su se poboljšavala, kvantna računala bila su najprikladnija za istraživačke projekte, od kojih su neki bili osnovni kao što je pronalaženje kako programirati egzotične strojeve. Ali s trenutnom stopom napretka, uskoro će postati dovoljno moćni da se pozabave računalnim poslovima izvan dosega konvencionalnih računala.

Poput računalstva u oblaku prije njega, kvantno računalstvo bit će usluga koju većina korporacija iznajmljuje od drugih tvrtki. Oprema zahtijeva stalnu pažnju i na glasu je nespretna. Iako je potrebno više rada kako bi se iskoristio njihov puni potencijal, kvantna računala postaju sve stabilnija, razvoj koji pomaže korporacijama da prevladaju početno oklijevanje.

Georges-Olivier Reymond, izvršni direktor startupa Pasqal, kaže da se napredak okreće oko skeptika koji su prethodno kvantno računanje gledali kao fantaziju. Prije nekoliko godina zaposlenici u velikim korporacijama prevrtali bi očima kada bi on pokrenuo tu temu, ali to se promijenilo, kaže Reymond.

“Sada svaki put kad razgovaram s njima, imam pozitivan odgovor”, rekao je Reymond. – Spremni su za angažman.

Jedan novi kupac je europski obrambeni izvođač Thales, koji je zainteresiran za kvantne računalne aplikacije u senzorima i komunikacijama. “Pasqalovi kvantni procesori mogu učinkovito rješavati probleme velikih veličina koji su potpuno izvan dosega klasičnih računalnih sustava”, Glavni tehnološki direktor Thalesa Bernhard Quendt stoji u priopćenju.

Naravno, kvantno računalstvo je još uvijek mali djelić tradicionalnog tržišta računalstva, ali brzo raste. Oko 490 milijuna dolara potrošeno je na kvantna računala, softver i usluge 2021. Analitičar Hyperion Research Bob Sorensen rekao je kod Q2B konferencija koju je održala tvrtka za softver za kvantno računanje QC Ware u prosincu. Očekuje porast potrošnje za 22% na 597 milijuna dolara u 2022. i prosječno 26% godišnje do 2024. Za usporedbu, očekuje se da će potrošnja na konvencionalno računalstvo porasti za 4% u 2021. na 3,8 bilijuna dolarapredviđaju analitičari Gartnera.

Rastuća komercijalna aktivnost primjetna je s obzirom na to da korištenje kvantnog računala košta 3.000 do 5.000 dolara po satu, prema Jean-Francois Bobieru, analitičaru u Boston Consulting Group. Konvencionalno računalo visokih performansi smješteno na usluzi u oblaku košta pola penija za isto vrijeme.

Analitičari kažu da će stvarna potrošnja na kvantno računalstvo početi kada se industrija pozabavi ispravljanjem grešaka, rješenjem uznemirujućeg problema lako poremećenih kubita koji narušavaju izračune. Vjernost jednog koraka računanja na najnaprednijim strojevima je oko 99,9%, ostavljajući stupanj ljupkosti koji čini neobrađeni izračun kvantnog računanja nepouzdanim. Kao rezultat toga, kvantna računala moraju izvoditi isti izračun mnogo puta kako bi osigurala sigurnost da je odgovor točan.

Nakon što ispravljanje pogrešaka bude zrelo, prihod ostvaren kvantnim računalstvom će eksplodirati, prema Boston Consulting Group. S današnjim strojevima ta će vrijednost vjerojatno iznositi između 5 i 10 milijardi dolara do 2025., prema procjenama konzultantske kuće. Kada stignu strojevi s ispravljenim pogreškama, ukupni bi mogao skočiti naprijed na 450 do 850 milijardi dolara do 2040. godine.

Softver i usluge koji skrivaju složenost kvantnih računala također će povećati korištenje. Izvršni direktor IonQ-a Peter Chapman predviđa da će 2022. programeri moći lako trenirati svoje AI modele s kvantnim računalima. “Ne morate znati ništa o kvantu”, rekao je Chapman. “Samo mu date skup podataka i on će vratiti model.”

Među znakovima komercijalnog interesa:

  • Proizvođač automobila Daimler i naftni div ExxonMobil sklopili su ugovor s IBM-om, prvim zagovornikom kvantnog računalstva, za korištenje nekih od 22 stroja tehnološke tvrtke. (Big Blue će uskoro dodati Eagle, novi, moćniji uređaj koji koristi procesor od 127 kubita.) Tvrtke su glavni kandidati za napredak znanosti o materijalima koje bi kvantna računala jednog dana mogla ostvariti. Također bi mogli koristiti strojeve za pomoć u logističkim izazovima kao što je nabavka prave opreme na terenu kada je potrebna ili odgovarajućih komponenti u tvornicu na vrijeme za proizvodnju.
  • Airbus, LG Electronics, zdravstvena tvrtka Johnson & Johnsonenergetska tvrtka EDF i kemijski div BASF spadaju među industrijska poduzeća koja se bore za vrijeme na Pasqalovom jednom kvantnom računalu. Startup radi na relativno novom dizajnu “neutralnog atoma” koji koristi lasere za pažljivo raspoređivanje atoma rubidija, a zatim ih koristi kao kubite za obradu podataka. Mnogi startupi u kvantnom računarstvu nalaze se u SAD-u, ali Pasqal, sa sjedištem u Francuskoj, ima koristi od europskih kupaca i vladinih programa.
  • PayPal testira kvantni aparat za žarenje, vrstu kvantnog računala pogodnog za rješavanje problema optimizacije i napravljenog od strane D-Wave sustavi, kako bi vodio svoj rad na otkrivanju prijevara, kaže Vidyut Naware, direktor istraživanja umjetne inteligencije u tvrtki. Također je rekao publici Q2B da PayPal provodi test kako bi dobio bolju ideju o tome kako se kvantno računalstvo može učinkovitije implementirati.
  • Amazon Web Services korisnicima nudi pristup strojevi iz IonQ, Rigetti Computing i D-Wave Systems. Uskoro će se dodati strojevi iz QuEra i Oxfordski kvantni sklopovi, te gradi vlastiti kvantni stroj. Među onima koji koriste njegove usluge su JPMorgan Chase, koji ga testira za rad na optimizaciji, poput upravljanja investicijskim portfeljima svojih klijenata.
  • Microsoft radi na vlastitom pristupu kvantnog računanja, nazvanom topološki dizajn kubita. Rad još nije komercijalno dostupan, ali Microsoftova usluga u oblaku Azure nudi pristup kvantnim računalima i kvantnim računalnim simulatorima koji su važna odskočna daska. Tvrtka je također sklopila dogovor s KPMG-om kako bi korisnicima pomogla u testiranju vode za kvantno računanje pomoću Azurea.
  • Quantinuum, tvrtka osnovana kada je proizvođač hardvera Honeywell Quantum Solutions spojila se s proizvođačem softvera Cambridge Quantumpokrenuo a usluge u prosincu za generiranje slučajnih brojeva. To možda zvuči nejasno, ali takvi brojevi su temelj za moderno šifriranje. Među onima koji isprobavaju uslugu su Fujitsu i Aksiomski prostor.
  • Pokretanje softvera kvantne kemije Qunasys nudi softver korisnicima poput Mitsubishi Chemical Corporation, rekao je izvršni direktor Tennin Yan. Kvantna kemija i znanost o materijalima mogle bi pomoći inženjerima da pronađu bolje materijale solarnih panela, baterije za električna vozila i plastiku.

Kvantna računala danas su više luksuz nego potreba. Ali s njihovim potencijalom za transformaciju znanosti o materijalima, dostave, financijskih usluga i dizajna proizvoda, to nije iznenađenje koje tvrtke poput BMW-a ulažu. Proizvođač automobila će imati koristi od boljeg znanja o tome kako će se materijali deformirati u sudaru ili bržeg treniranja AI vida svojih vozila. Iako se kvantna računala možda neće isplatiti ove ili sljedeće godine, postoji trošak propuštanja tehnologije nakon što sazrije.