2025 год — год квантовой науки; что это такое

В честь 100-летия открытия квантовой механики Организация Объединенных Наций объявила 2025 год Международным годом квантовой науки и технологий.

Если эта веха застанет вас врасплох, не удивляйтесь, поскольку большая часть деятельности и внимания к квантовым вычислениям происходит без особой помпы. В квантовых исследованиях неуклонно наблюдается прогресс, но день, когда кто-то сможет по-настоящему «освоить» квантовую механику и раскрыть ее истинный потенциал, остается неуловимым.

Когда это действительно произойдет, хорошей новостью будет то, что квантовые компьютеры потенциально смогут за секунды решать чрезвычайно сложные задачи, на которые сейчас уходят годы. Плохая новость заключается в том, что квантовые компьютеры также могут решать «загадки» данных, которые лежат в основе защиты шифрования, делая все системы и данные немедленно уязвимыми.

«Появление квантовых вычислений — это палка о двух концах, предлагающая беспрецедентную вычислительную мощность и одновременно создающая беспрецедентные проблемы в области кибербезопасности. Переход к постквантовой криптографии может показаться пугающим, но при наличии правильных ресурсов, стратегического планирования и надежных партнерских отношений предприятия могут обеспечить защиту конфиденциальных данных от будущих квантовых кибератак», — говорит Хизер Уэст, доктор философии, менеджер по исследованиям. руководитель исследований в области квантовых вычислений, IDC.

Где находится и движется квантовое развитие

Между тем, присвоение статуса Организации Объединенных Наций признает, что нынешнее состояние квантовой науки достигло точки, когда перспективы квантовой технологии переходят из экспериментальной фазы в сферу практического применения.

«Квантовые вычисления находятся на захватывающем этапе, когда активное сотрудничество между научными кругами и промышленностью приводит к быстрым инновациям», — объясняет Мохит Панди, ученый в области квантовых вычислений, который имеет обширный опыт использования квантовых вычислений для открытия лекарств, работая в биотехнологической промышленности.

«До 2010-х годов квантовые компьютеры были экзотической концепцией (и) ограничивались изолированными академическими дискуссиями. Но за последние 10 лет мы наблюдаем ускорение темпов использования квантовых технологий в задачах оптимизации бизнеса, разработке лекарств, коммуникации и шифровании», — объясняет Панди.

По словам Панди, эти достижения стали возможными благодаря широкой доступности квантовых компьютеров для общественности. Сейчас существует множество компаний, занимающихся квантовым оборудованием, включая крупные технологические компании, такие как Google, Microsoft и IBM, а также такие стартапы, как QuEra, IonQ и Kipu Quantum.

Кроме того, многие организации теперь могут получить доступ к квантовым компьютерам через облачные платформы, такие как Amazon Braket от Amazon Web Services, объясняет Панди. Такой широкий доступ открывает организациям возможность исследовать способы, с помощью которых квантовые вычисления могут решать сложные проблемы.

Кампания по улучшению понимания квантовых явлений

По словам Артура Тиси, основателя Hunova и соавтора, вместо того, чтобы отмечать конкретное событие или развитие в квантовых исследованиях, назначение Организации Объединенных Наций больше предназначено для того, чтобы сделать квантовую науку более доступной и понятной, объясняя, что квантовые вычисления означают для повседневной жизни в простых терминах. основатель BaseForge, консалтинговой компании по передовым технологиям, занимающейся квантовыми вычислениями, искусственным интеллектом и стратегиями машинного обучения.

«Слоганом может стать фраза «Квант для всех», — говорит Тиси. «Кампания будет пропагандировать, что достижения в области квантовых технологий требуют международного сотрудничества – подобно изменению климата – показывая, что прорывы в этой области могут принести пользу всему миру, влияя на целые отрасли, а не только на несколько стран или корпораций».

Послание ООН должно заключаться в том, что квантовые технологии по-прежнему сопряжены с множеством проблем, но они могут стать катализатором, помогающим решить ранее непреодолимые проблемы, говорит Тиси. Глобальные проблемы возникают благодаря упорной работе и согласованности действий в отношении интернет-протоколов, национальной безопасности и регулирования, особенно в области этики. Но это может оказать огромное влияние на такие вещи, как открытие лекарств, если отбросить бюрократию внутри правительственных учреждений, говорит он.

Квантовые компьютеры потенциально смогут решать проблемы, включающие огромные базы данных и сложные алгоритмические задачи, и делать это с молниеносной скоростью, говорит Томас Вартанян, исполнительный директор Центра финансовых технологий и кибербезопасности. Неясно, смогут ли они функционировать лучше во многих областях, в которых сегодня работают компьютеры.

Квантовые преимущества не для каждой организации

Какую полную выгоду получат организации, когда квантовая проблема будет решена? Для небольших организаций, вероятно, не так много. «Для крупных организаций, вероятно, достаточно», — говорит Вартанян. Принимая во внимание только сектор, который он отслеживает — финансовые услуги — последствия могут изменить правила игры.

«Группа киберэкспертов G7 (межправительственная группа под председательством Министерства финансов США и Банка Англии) только что опубликовала отчет, в котором в основном подчеркиваются хорошие, плохие и уродливые стороны квантовых вычислений», — говорит Вартанян. «Хорошо то, что это экспоненциально изменит скорость, с которой финансовые учреждения могут осуществлять рыночную торговлю. Это будет способствовать чрезвычайно альтернативным инвестиционным стратегиям. Это улучшит управление рисками. Это предоставит им больше возможностей делать более надежные прогнозы. Это очень динамично изменит обработку платежей во всем мире, а также сделает коммуникации иными и более безопасными».

Эти обещанные преимущества привели к своего рода гонке вооружений, поскольку организации – и даже страны – пытаются первыми преодолеть квантовый барьер.

«Суперкомпьютерные предприятия и государственные учреждения по всему миру экспериментируют с установкой различных блоков квантовой обработки, чтобы лучше определить спецификации, необходимые для интеграции квантового компьютера на основе вентиля с классическим суперкомпьютером. IBM, в частности, рассчитывает создать к 2033 году квантово-ориентированный суперкомпьютер, способный выполнять 1 миллиард вентилей на 2000 кубитах», — говорит Уэст из IDC в ​​своем исследовательском отчете. IBM Quantum: 156-кубитная Heron, функции Qiskit и будущее квантовой разработки.

Кроме того, в гонке есть потенциал контролировать плохое и уродливое квантовое явление. Шифрование данных основано на необходимости решения чрезвычайно сложных математических уравнений, чтобы преодолеть зашифрованный «брандмауэр». Уравнения настолько сложны, что стандартному компьютеру потребуются годы, чтобы решить эту головоломку. Возможность быстро сделать это может стать переломным моментом в технологической сфере.

«Это зависит от того, кто первым получит квантовые вычисления и как они их используют», — объясняет Вартанян. «Все будет либо более безопасным, либо менее безопасным».

В связи с этим, по словам Вартаняна, Китай приобретает огромные объемы зашифрованных данных на тот момент, когда он сможет все это расшифровать и получить значительные экономические, военные преимущества и преимущества в сфере безопасности во всем мире.

Почему ИТ-специалистам следует обратить внимание на достижения в области квантовых технологий

В индивидуальном масштабе, почему ИТ-специалистов должно волновать квантовое обозначение Организации Объединенных Наций? Во-первых, это тревожный сигнал о том, что квантовая технология ближе к реальности и вскоре может повлиять на организации в нескольких отраслях.

Возможно, что еще важнее: самой большой проблемой в области квантовых вычислений — как с точки зрения развития науки, так и с точки зрения освоения их бизнесом — является отсутствие экспертов в этой области. Это может быть захватывающая и прибыльная сфера в сфере ИТ.

«Мы рассматриваем необходимость массовой переподготовки ИТ-специалистов и подготовки людей, которые являются экспертами в области, которой сегодня не существует», — говорит Вартанян. «Произойдет смена поколений с точки зрения вычислительной мощности и вычислительных возможностей, и для осуществления этого перехода потребуются большие инвестиции, особенно со стороны крупных компаний».

Для ИТ-специалистов важно следить за быстрым развитием квантовых компьютеров, соглашается Панди. Как и любая новая технология, игнорировать ее потенциал может быть очень рискованно. Например, 20 лет назад искусственный интеллект был актуален только для исследователей. Теперь это оказывает реальное влияние благодаря популярности инструментов искусственного интеллекта, таких как ChatGPT.

Узнайте больше об исследованиях IDC для технологических лидеров ИЛИ подпишитесь сегодня, чтобы получать ведущие в отрасли исследования прямо на свой почтовый ящик.

International Data Corporation (IDC) — ведущий мировой поставщик рыночной информации, консультационных услуг и мероприятий для технологических рынков. IDC является дочерней компанией, находящейся в полной собственности International Data Group (IDG Inc.), ведущей в мире компании, предоставляющей технологические медиа, данные и маркетинговые услуги. Компания IDC Technology Leader Solutions, недавно признанная Аналитической фирмой года в третий раз подряд, предоставляет вам экспертные рекомендации, подкрепленные нашими ведущими в отрасли исследовательскими и консультационными услугами, надежными программами лидерства и развития, а также лучшими в своем классе сравнительными показателями и поиском аналитических данных. от самых опытных консультантов отрасли. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше.

Дэвид Уэлдон — дополнительный консультант по исследованиям в программах IDC для руководителей ИТ, специализирующихся на ИТ-бизнесе, цифровой трансформации, управлении данными и искусственном интеллекте. Он имеет обширный опыт работы в качестве аналитика-исследователя, а также журналиста в области бизнеса и технологий. Его особые интересы сосредоточены в областях технологий, бизнеса и финансов, образования, здравоохранения и управления персоналом. Он получил степень бакалавра гуманитарных наук в Сиракузском университете, где изучал газетную журналистику и историю Америки.