În 2022, liderii din comunitatea de tehnologie militară și de securitate cibernetică din SUA au declarat că au considerat că 2023 va fi „anul de resetare” pentru calculul cuantic. Aceștia au estimat că timpul necesar pentru a face sistemele sigure din punct de vedere cuantic va coincide cu timpul în care vor fi disponibile primele computere cuantice care le amenință securitatea: ambele în jur de patru până la șase ani. Este vital ca liderii din industrie să înceapă rapid să înțeleagă problemele de securitate legate de calculul cuantic și să ia măsuri pentru a rezolva problemele care vor apărea atunci când această tehnologie puternică va ieși la suprafață.Calculul cuantic este o tehnologie de ultimă oră care prezintă un set unic de provocări și promite o putere de calcul fără precedent. Spre deosebire de calculul tradițional, care funcționează cu ajutorul logicii binare (0 și 1) și a calculelor secvențiale, calculul cuantic funcționează cu biți cuantici, sau qubiți, care pot reprezenta un număr infinit de rezultate posibile. Acest lucru permite calculatoarelor cuantice să efectueze un număr enorm de calcule simultan, exploatând natura probabilistică a mecanicii cuantice.
Potențialul calculului cuantic constă în această capacitate de a procesa cantități uriașe de informații în paralel, ceea ce duce la creșteri exponențiale ale puterii de calcul în comparație cu calculatoarele clasice. În timp ce un calculator clasic poate calcula rezultatul unei curse între o singură persoană, un calculator cuantic ar putea analiza simultan o cursă care implică milioane de participanți cu trasee diferite și ar putea determina cel mai probabil câștigător folosind algoritmi bazați pe probabilități. Calculatoarele cuantice sunt deosebit de potrivite pentru a rezolva probleme de optimizare și simulări cu rezultate probabilistice multiple, revoluționând domenii precum logistica, asistența medicală, finanțele, securitatea cibernetică, urmărirea vremii, agricultura și multe altele. Impactul lor s-ar putea extinde la geopolitică, remodelând dinamica puterii la scară globală.
Calculul cuantic necesită o abordare complet diferită a programării, datorită paradigmei sale logice noi. Acceptarea incertitudinii și abordările euristice iterative sunt esențiale pentru a exploata eficient potențialul acestei tehnologii. Cu toate acestea, o provocare semnificativă în calculul cuantic este necesitatea de a conecta mai mulți qubiți fără a crește probabilitatea de erori. Aceasta rămâne un obstacol critic în calea dezvoltării comerciale a tehnologiei.
O constrângere practică este necesitatea de a izola qubiții de mediul real pentru a evita decoerența, care degradează starea cuantică. În prezent, pentru izolare se utilizează răcirea la temperaturi extrem de scăzute. Cercetările în curs de desfășurare explorează diverse metodologii, inclusiv fotonica și diferite materiale, pentru a face procesoarele cuantice mai scalabile și mai viabile din punct de vedere comercial.
În ultimul deceniu, calculul cuantic a înregistrat progrese remarcabile. IBM, de exemplu, a lansat un cip de 50 de qubiți în 2017, iar în 2019 a afirmat că a depășit cel mai rapid supercomputer tradițional la anumite calcule. Sunt așteptate și alte progrese, cursa pentru dezvoltarea calculatoarelor cuantice de 1.000 de qubiți fiind deja în curs de desfășurare.
În timp ce proiecțiile pe termen scurt cu privire la calculul cuantic ar putea fi exagerate, rezultatele pe termen lung sunt susceptibile de a schimba jocul. Interesul tot mai mare la nivel mondial din partea diverselor sectoare asigură un angajament semnificativ de capital și deschide calea pentru inovații practice extraordinare în anii următori.
Pentru ca calculatoarele cuantice să își atingă potențialul maxim, este crucială dezvoltarea de qubiți cu corecție de erori. Procesoarele cuantice actuale necesită adesea un număr semnificativ de qubiți standard pentru a obține un singur qubit cu corecție de erori. Cu toate acestea, există optimismul că această problemă va fi rezolvată în următorii câțiva ani.
Calculul cuantic promite să transforme lumea noastră, oferind o putere de calcul fără precedent și revoluționând diverse industrii și domenii. Deși rămân provocări, progresul continuu al tehnologiei cuantice sugerează că descoperirile ar putea avea loc în orice moment. Pe măsură ce valorificăm potențialul calculului cuantic, este probabil ca acesta să fie cea mai importantă dintre toate tehnologiile de frontieră, determinând progrese semnificative în societatea noastră.