Пет начина, по които квантовите изчисления ще променят ежедневието ни

Нашият свят е обхванат от несигурност. От икономическата нестабилност до кризата с климата, човечеството е обзето от непредсказуемост. Както предупреждава Световният икономически форум в най-новия си доклад за глобалните рискове, остарялата цифрова инфраструктура и свързаните с нея услуги трудно се справят с нарастващите изисквания на съвременния свят.

В същото време нови технологии като изкуствен интелект, блокчейн и дори 5G навлизат все по-скоростно придобиват значение за живота ни.

Някои анализатори ги описват като огромни прииждащи вълни.

Човечеството се нуждае от нещо, което може не само да ни помогне да се ориентираме, но и да се справим с тези вълни. За да не се налага да прекосяваме океана с рибарска лодка и без компас. Трябва ни голям кораб.

И според някои хора този кораб се готви да отплава под формата на квантови изчисления.

Това е друга нововъзникваща технология, която е с потенциал да бъде много революционна. Тя обещава не само по-бързи изчисления, но също така предлага начин за отключване на решения на проблеми, които отдавна смятаме за нерешими.

От начина, по който живеем и работим, до начина, по който защитаваме нашата планета, квантовите технологии са готови да променят всеки аспект от живота ни. Всъщност квантовите изчисления могат да осигурят сигурността, за която всички копнеем.

Но как реално могат да въздействат квантовите изчисления върху ежедневието ни?

Здравеопазването

Това е отрасъл, който е изправен пред огромни предизвикателства, особено когато става въпрос за хората, живеещи с редки заболявания. Накратко, съществуват над 7000 редки заболявания, като за около 95% от тях липсва ефективно лечение.

При наличието на хиляди редки болести и ограничено финансиране на научните изследвания, намирането на ефективно лечение е огромно предизвикателство. Пациентите и техните семейства са изправени пред постоянна битка с несигурността. Точно тук квантовите изчисления могат да бъдат от значение. С помощта на нов алгоритъм, наречен Quantum Extremal Learning, изследователите могат по-ефективно да симулират и оптимизират молекулярни структури, които са извън обсега на класическите компютри, за да намерят най-обещаващите кандидати за лекарства.

Алгоритъмът съчетава квантови и класически компютърни техники, като използва силата и на двете за решаване на сложни проблеми и обработка на големи масиви от данни. Това може да доведе до разработването на по-бързи и по-рентабилни лечения, особено за редки заболявания. Нещо повече, то разкрива потенциала за създаване на нови лечения на редки заболявания, които преди това са били смятани за невъзможни, било то поради липса на инвестиции или поради научна сложност. Това може да има и ще има дълбоко въздействие върху живота на милиони хора.

Прогнозите за времето

За никого не е тайна, че времето също оказва голямо влияние върху живота ни и че е в човешката природа да говорим за него. Всъщност тази година ни даде много поводи за разговори. Засега 2024 г. се очертава да бъде най-топлата година в световен мащаб, а екстремното време вече се превръща в „новото нормално“.

Изменението на климата и повишаването на температурите предизвикват верижни ефекти, които тепърва започваме да разбираме. Непредсказуемите метеорологични условия вредят на всичко – от печалбите на предприятията до веригите за доставки и дори това, което ядем. Затова точните прогнози са от съществено значение. Квантовите изчисления предлагат голям потенциал за близкото бъдеще със способността си да обработват огромни масиви от данни с безпрецедентна скорост.

Традиционните компютри трудно се справят с огромните количества данни, необходими за моделиране на сложни метеорологични системи. Променливи като температура, влажност, въздушно налягане и океански течения си взаимодействат по сложни начини. Но квантовите компютри могат. Фермерите, например, разчитат на точни прогнози, за да вземат решения кога да засаждат и прибират реколтата. С по-добри модели, които могат да предвиждат промени във времето от по-рано, те ще могат да реагират по-ефективно на метеорологичните модели.

Ускоряване и подобряване на изкуствения интелект

Потенциалът на квантовите изчисления се простира по-далеч от предсказването на времето. Той е на път да направи революция в други технологии. И докато изкуственият интелект е дълбоко вграден в ежедневието ни, неговите нужди от хардуер, който да го захранва, нарастват експоненциално.

Само след няколко години сървърите с изкуствен интелект може да консумират толкова енергия, колкото цели държави. Енергоемкият процес на обучение на големи езикови модели и други системи за ИИ изисква огромни количества изчислителна мощност. Да, повечето компютри днес работят на максимална мощност само през малка част от времето, а тези, които предоставят интернет услуги в облака, работят на пълни обороти през по-малко от половината време.

Въпреки това, квантовите компютри, дори и най-напредналите, консумират малка част от енергията, използвана от днешните суперкомпютри. В същото време работят на по-високи и по-постоянни нива на производителност. Например, квантовите машини със студени атоми използват само няколко киловата в сравнение с мегаватите, необходими на конвенционалните компютри, намиращи се в центровете за данни.

Тази енергийна ефективност означава, че квантовите изчисления могат драстично да намалят въглеродния отпечатък на изкуствения интелект и други енергоемки системи. Когато квантовите технологии се комбинират с ИИ, те ще могат да оптимизират процеси като управлението на енергийните мрежи и разпределението на ресурсите. Това ще позволи на ИИ да изпълнява задачите си по-ефективно и с по-малко въздействие върху околната среда.

Опазване на околната среда

Тъй като светът се бори с нарастващите енергийни нужди, квантовите изчисления предлагат сигурност в борбата с изменението на климата. Центровете за данни, отговорни за справянето с огромните изчислителни нужди на ИИ и други технологии, се превърнаха в голям източник на въглеродни емисии в световен мащаб. Всъщност, от 2020 г. до 2022 г., реалните емисии от „вътрешните“ или фирмените центрове за данни на Google, Microsoft, Meta и Apple вероятно са с около 662% по-високи от официално отчетените, според Guardian.

Квантовите изчисления обаче могат да ускорят разработването на по-чисти технологии, като например по-добри батерии и по-ефективни слънчеви клетки, както и по-енергийно ефективни хибридни компютри. Чрез симулиране на молекулярни структури на безпрецедентни нива на детайлност квантовите компютри биха могли да идентифицират вещества, които съхраняват енергията по-ефективно или я преобразуват по-ефикасно. Нещо, което ще бъде голям технологичен пробив. Чрез намаляване на потреблението на енергия и подобряване на ефективността, квантовите компютри ще ни доближат до сигурността, от която се нуждаем при разработването на устойчиви решения за борба с изменението на климата.

Всичко материално, което използваме

Материалознанието е наука, която изучава как структурата на материалите влияе върху техните свойства. Материалите са в основата на съвременния свят – от стоманата в небостъргачите до силиция в смартфоните ни. Квантовите изчисления имат потенциала значително да ускорят изчислителните задачи в материалознанието и могат да променят ежедневието ни.

На атомно ниво квантовите компютри могат да симулират свойствата на материалите много по-точно от класическите системи, откривайки изцяло нови съединения с желани характеристики като по-голяма здравина, по-ниско тегло или подобрена проводимост. Все ключови подобрения за индустрии като космическата и автомобилната.

Например, квантовите компютри могат да моделират атомните взаимодействия в материали като желязо и манганов оксид, за да изследват свойства като магнетизма, който е ключов компонент в електротехниката и електрониката. Тези симулации могат да разкрият прозрения за това как атомите биха се подредили, за да образуват материали с желани магнитни свойства, което води до нови и подобрени материали, подходящи за компютърен хардуер и свръхпроводници.

Квантовата революция е пред нас

Това е пътуване към нова граница, където несигурността отстъпва на възможностите. Като използваме мощта на квантовите изчисления, можем да се ориентираме в сложността на 21-ви век с по-голяма сигурност и точност.

За бизнеса и обществото тази сигурност означава намиране на решения за някои от най-належащите предизвикателства на нашето време, които традиционните методи просто не могат да постигнат. Никой бизнес не иска да бъде на опашката на следващата революция. Време е да се отправим на това квантово пътешествие, докато се движим по вълните на промяната.