In den frühen 2000er Jahren erlangten Supercomputer den Ruf, Diktaturen in fiktiven Welten zu quälen und zu erlassen. Wir haben das Auftauchen von Filmschurken gesehen, die durch Skynet, den mörderischen Supercomputer von Terminator , und HAL 9000, den heuristischen Supercomputer von Space Odyssey , dargestellt wurden. So aufregend es auch ist, diese alten Schätze noch einmal zu besuchen, die dystopischen Realitäten, die in jedem Film dargestellt werden, sind weit entfernt, wenn überhaupt möglich. Die Technologie hinter ihren Antagonisten ist jedoch gleich um die Ecke.

2022 war ein starkes Jahr für die technologische Revolution. Im Bereich der künstlichen Intelligenz haben wir eine weit verbreitete Akzeptanz und Übernahme generativer Modelle durch DALL-E 2 und GPT-3 von OpenAI oder Stable Diffusion von Stability AI festgestellt. So viel, dass Unternehmen wie Jasper, ein Start-up, das eine Plattform für „KI-Inhalte“ entwickelt, diesen Oktober 125 Millionen US-Dollar bei einer Bewertung von 1,5 Milliarden US-Dollar gesammelt haben.

Der Fall wurde gemacht; Diese Modelle sind hier, um zu bleiben. Nun stellt sich die Frage, was kommt als nächstes in diesem Streben? Wir leben in einem Zeitalter des exponentiellen Wandels. Ein Zeitalter, in dem die Technologie schnell über unsere Möglichkeiten hinausgeht. Dieser Fortschritt wird durch den Beginn des Quantencomputings bald eskaliert und beschleunigt.

Der Stand des Quantencomputings

Wenn Sie noch nie von dem Begriff Quantum Computing gehört haben, gehören Sie wahrscheinlich zur Mehrheit. Die Quantenphysik ist ein Nischenstudiengebiet, das derzeit darum kämpft, potenzielle Stellenbewerber weiterzubilden, um die Beschäftigungslücke auf dem aktuellen Markt zu schließen. McKinsey schätzte, dass die Zahl der Stellenausschreibungen im Jahr 2021 die Zahl der qualifizierten Talente im Verhältnis 3:1 überstieg . Diese Lücke kann mit dem hohen Maß an theoretischem Verständnis in Verbindung gebracht werden, das für die Arbeit auf diesem Gebiet erforderlich ist.

Das macht das Potenzial der Technologie für die kommenden Jahre jedoch nicht weniger vielversprechend. Tatsächlich hat Quantencomputer optimistische Aussichten von Risikokapitalgebern gesehen, die im Jahr 2021 über 1 Milliarde US-Dollar an Finanzmitteln bereitgestellt haben.

PsiQuantum, ein in Palo-Alto ansässiges Unternehmen, das den weltweit ersten nützlichen Quantencomputer baut, führte die Anklage an und sammelte 450 Millionen US-Dollar, unterstützt von Baillie Gifford, BlackRock, M12 und Temasek.

Das Tolle an diesem Trend ist, dass er nicht nur für Startups und VC-Finanzierungen gilt. Große Unternehmen versuchen auch, Quantentechnologie zu entwickeln und in ihren Betrieb zu integrieren. Eine Umfrage von OpenOcean ergab Folgendes:

• 91 % der befragten Führungskräfte investieren bereits in Quantencomputing oder planen eine Investition.
• 63 % der Unternehmensleiter rechnen innerhalb der nächsten fünf Jahre mit der kommerziellen Nutzung von Quantencomputern.
• 70 % verwenden und entwickeln reale Anwendungsfälle.

Eine Quanten-Fibel

Quantum Computing hat ein enormes Potenzial, die Welt zu beeinflussen und zu verändern. Ich glaube, dass Quantentechnologien die nächste Technologiewelle diktieren werden. Lassen Sie uns darauf eingehen, wie es funktioniert.

Quantum Computing nutzt die Prinzipien der Quantenmechanik , um Berechnungen effizienter als klassische Computer zu machen. Es tut dies auf viele Arten, aber hier sind zwei Beispiele.

Überlagerung

Klassische Computer verwenden gewöhnliche Datenbits, die nur eine 0 oder eine 1 sein können, aber Quantenbits (Qubits) können beides gleichzeitig darstellen. Das NIST stellt diesen Fall durch einen Skater auf einer Rampe dar . In der „klassischen“ Welt kann sich der Skater immer nur an einem Ort aufhalten. Wenn sich der Skater jedoch in einem Quantenzustand verhalten würde, wäre er in der Lage, an beiden Orten gleichzeitig zu existieren.

Es ist ziemlich verrückt und nicht etwas, das man einfach replizieren kann. Aber Superposition ermöglicht es Quantencomputern, Berechnungen parallel durchzuführen, während klassische Computer sie nacheinander durchführen müssten.

Verstrickung

Verschränkung ist meine bevorzugte Quanteneigenschaft. Es tritt auf, wenn zwei Partikel miteinander verbunden werden, unabhängig von ihrer Entfernung oder Trennung voneinander, ohne physisch verbunden zu sein.

Mit Verschränkung könnte man theoretisch Daten und Informationen schneller als mit Lichtgeschwindigkeit versenden. Dies ist jedoch mit unserem derzeitigen Verständnis seiner Mechanik unmöglich, da wir noch nicht entdeckt haben, wie der Informationsaustausch gesteuert werden kann. Selbst wenn Wissenschaftler perfekt korrelierte Messungen erzielen könnten, müssten sowohl Sender als auch Empfänger von Informationen die Ergebnisse vergleichen, was sie mit oder unter Lichtgeschwindigkeit tun müssten. Dennoch kann man von einem Tag träumen, an dem das Internet keine Lags mehr aufweist.

Ein Quantenversprechen

Quantencomputing könnte die Art und Weise, wie wir mit Computern leben und interagieren, drastisch verändern. Diese Fortschritte könnten das Gesundheitswesen, die Finanzen und sogar unseren Kampf gegen den Klimawandel beeinflussen. Probleme von heute könnten zu Problemen von morgen werden, da das Quantenversprechen Innovationen erschüttert.

Glauben Sie mir nicht? Allein im Jahr 2019 entwickelte Google seinen ersten Quantencomputer, der eine Rechnung löste, für deren Lösung der damals schnellste Computer 10.000 Jahre gebraucht hätte, in 3 Minuten .

Im Folgenden werden mögliche, aber nicht erschöpfende Anwendungsfälle für Quantentechnologien skizziert.

Internet-Sicherheit

Die Cybersicherheit setzt auf Verschlüsselungsverfahren, die mit klassischen Computern entwickelt wurden. Die aktuelle Befürchtung ist, dass diese Verschlüsselungen mit immer leistungsfähigeren Computern durch Brute-Force-Angriffe gebrochen werden können, bei denen ein Algorithmus alle möglichen Schlüsselkombinationen ausprobiert, bis er die richtige findet. Mit der Quantenverschlüsselung könnten wir unsere Sicherheit verbessern, sodass ein Computer nicht gehackt werden kann. Das klingt einfach, ist aber ziemlich kompliziert.

Im Wesentlichen verwendet die Quantenkryptographie eine Reihe von Lichtteilchen (Photonen), um Daten von einem Ort zum anderen zu senden. Diese Photonen reagieren empfindlich auf Zustandsänderungen, wenn sie gelesen oder kopiert werden. Somit kann niemand auf ein Photon zugreifen oder es verändern, ohne dass es entdeckt wird, was es leicht macht, einen Lauscher zu erwischen.

Die Quantenkryptografie hat ein enormes Wachstum erfahren und wird bis 2026 voraussichtlich eine Marktgröße von 290 Millionen US -Dollar umfassen .

Arzneimittelentdeckung

Die Entwicklung von molekularen Gebilden, die zu Arzneimitteln für pharmazeutische Unternehmen werden, macht 15 % aller Umsätze aus . In letzter Zeit hat sich die Pharmaindustrie künstliche Intelligenz zunutze gemacht, aber es ist bekannt, dass Quantencomputer die nächste Revolution sind.

Kurz gesagt, die Quantentechnologie könnte den Entdeckungsprozess erleichtern, indem sie den Zeitaufwand für die Suche in riesigen chemischen Datenbanken exponentiell verkürzt und die Wechselwirkungen von Molekülen zu geringeren Kosten simuliert. McKinsey-Experten sagen voraus, dass der heutige 200-Milliarden-Dollar-Markt für proteinbasierte Medikamente auf 100 % wachsen könnte, wenn bessere Entwicklungswerkzeuge verfügbar würden.

Klimamodellierung

Die Uhr tickt, und wir brauchen alles in unserem Arsenal, um die schleichenden Auswirkungen des Klimawandels zu bekämpfen. Glücklicherweise werden Fortschritte im Quantencomputing unseren Kampf ermöglichen. Am häufigsten wird an Hilfe gedacht, um die Rechenleistung zu erhöhen, um Klimabedingungen zu modellieren und Wettermuster vorherzusagen. Quantentechnologien könnten jedoch dazu beitragen , unsere Stromerzeugungsanlagen zu verbessern, unsere Energienetze zu verwalten und die Entdeckung neuer Energieerzeugungstechniken und Speicheralternativen (Batterien) zu beschleunigen. Quantum for Climate ist da, und es ist jetzt. In den letzten fünf Jahren hat die Risikofinanzierung zugenommen, und es gibt keine Anzeichen einer Verlangsamung.

Als Referenz erhielt IQM Quantum Computer, ein in Finnland ansässiges Startup, im August 2022 128 Millionen Euro für die Entwicklung von Quantenprozessoren für Lösungen zum Klimawandel.

Die kanadische Regierung ist sogar bereit, Zuschüsse in Höhe von bis zu 1 Million US-Dollar für Quantencomputerprojekte bereitzustellen, die unseren Kampf unterstützen können.

Gesellschaftliche Auswirkungen

Wenn wir jedoch etwas aus Sam Raimis Spiderman - Filmen gelernt haben:

Mit großer Macht kommt große Verantwortung.

Während das Quantenversprechen ein großes Potenzial für den technologischen Fortschritt aufzeigt, wirft es die Frage auf, wie wir bereit sind, mit solchen Werkzeugen umzugehen. Daher ist es wichtig, die gesellschaftlichen Auswirkungen des Quantenzeitalters zu berücksichtigen.

Wirtschaftliche Ungleichheit

Ronald de Wolf diskutiert in diesem Beitrag die möglichen Auswirkungen von Quantencomputern auf die Gesellschaft . Darin beschreibt er, wie der Mangel an Zugänglichkeit zu einer ungleicheren Verteilung von Macht und Reichtum zwischen Amerika und dem Rest der Welt sowie großen Unternehmen und dem Rest der Gesellschaft führen könnte.

Die größten Akteure im Quantenrennen sind amerikanische Unternehmen. Dazu gehören IBM, Google, Microsoft und Intel, die alle dabei sind, viele dieser Technologien zu patentieren. Daher stellt sich die Frage. Was soll sie davon abhalten, Quantencomputing zu dominieren oder gar zu monopolisieren?

Es ist klar, dass die Quantenkryptographie die klassische Verschlüsselung überwinden kann. Wer also als Erster ein solches Tool erhält, hat weitreichenden Zugang, um globale Firewalls zu durchbrechen und auf Informationen zuzugreifen, die von anderen Ländern geschützt sind. Wenn dies nicht der Fall ist und ein Unternehmen das erste ist, das Quantentechnologie erreicht, wie könnten Startups oder andere Unternehmen mit einem solchen Player konkurrieren?

Geführter Aufprall

de Wolfe argumentiert auch, dass eine erhöhte Effizienz, Sicherheit und Arzneimittelentdeckung der Gesellschaft zwar sehr zugute kommen, solche Verbesserungen aber auch Terrorismus, Massenüberwachung und andere Unerwünschte erleichtern könnten. Das Quantenrennen ist real und die Spannungen zwischen den Ländern verschärfen sich.

Zuletzt kündigte Präsident Biden die Ausweitung der US-Beschränkungen für den Export von fortschrittlichen Halbleitern und Fertigungsanlagen nach China an . Diese neuen Kontrollen werden erlassen, um Chinas Zugang zu High-End-Chips einzuschränken, die im Supercomputing und in der künstlichen Intelligenz verwendet werden, die für die Modernisierung seiner Militär-, Waffen- und Überwachungsnetzwerke von entscheidender Bedeutung sein werden.

Wir sind Zeugen, wie sich das Rennen entwickelt.

Unsere Realität

Auch ohne Quantencomputing haben wir in den letzten 20 Jahren hervorragende Arbeit geleistet, um unsere Rechenkapazität zu verbessern. Die heutigen Supercomputer sind um Größenordnungen schneller als die der Vergangenheit, und wir haben nur an der Oberfläche gekratzt.

Lehnen Sie sich also zurück, schnappen Sie sich Popcorn und genießen Sie die Show. Die kommenden Jahre werden sich für die Zukunft unseres technologischen Standes als entscheidend erweisen, aber es wird auch spannend sein, sie zu beobachten.

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