Was können Quantencomputer für die Menschheit tun?

Willkommen zurück. Wie FusionskraftQuantum Computing ist eine revolutionäre Technologie, die schon lange in Arbeit ist – und vielleicht immer. Die Top -Tech -Zahlen erwarten jedoch jetzt, dass die Technologie von ihrer experimentellen Phase zu einem ernsthaften kommerziellen Gebrauch „nicht seit Jahrzehnten“ wechseln wird. . . Aber in Jahren “, wie Microsoft Chief Executive Satya Nadella es letzten Monat ausdrückte.

Diese Hoffnungen könnten natürlich zerstört werden-aber es lohnt sich immer noch, ein Verständnis des Weltpotentials dieser Technologie aufzubauen. Für den heutigen Newsletter habe ich mit dem Leiter eines der bekanntesten Quantum Computing -Unternehmen der Welt gesprochen, die argumentieren, dass das Quantenalter viel früher bei uns sein wird und mit viel tieferen Konsequenzen für das Wohl der Menschen, als die meisten von uns erkennen. Sich anschnallen.

Das unsichere Versprechen der Quantenzeitzeit

“Wenn Sie der Meinung sind, dass Sie die Quantenmechanik verstehen”, bemerkte der legendäre Physiker Richard Feynman bekannt: “Sie verstehen die Quantenmechanik nicht.”

Die Quip spiegelt ziemlich die Kopfspinnenkomplexität dieses Wissenschaftsfeldes wider, die zeigt, wie das Universum auf subatomarer Ebene alle physischen Regeln bricht, die wir aus der Beobachtung der Welt um uns herum gelernt haben.

Feynman war jedoch auch der erste, der vorschlug, wie die Wissenschaft der Quantenmechanik einen leistungsfähigen Effekt haben konnte, um Computer mit nahezu göttlicher Verarbeitungskapazität zu bauen. Für die meisten der 44 Jahre seit Feynman’s Samenpapier Bei Quantum Computing sah es wie ein faszinierender Wissenschaftsbereich aus, der keine vorhersehbare Aussicht über die experimentelle Phase überschritten hatte.

In den letzten Monaten hat eine Flut von hochkarätigen Ankündigungen von Big Tech Giants die Erwartungen, dass Quantencomputer möglicherweise bald viel mehr sein als eine akademische Neugierde sein. Unter den Führungskräften der Technologiebranche ist die Debatte nicht mehr, ob Quantencomputer den kommerziellen Einsatz erreichen, sondern wann.

“Ich denke, die Welt ist nicht ganz vorbereitet und denke nicht tief genug darüber nach”, sagte Jeremy O’Brien, Geschäftsführer von Psiquantum, dem am tiefsten finanzierten Quantencomputerunternehmen, das Google und Microsoft übernimmt.

Der kommerzielle Einsatz von Quantum Computing hätte in weiten Teilen der modernen Welt einen bahnbrechenden Effekt-insbesondere für Herausforderungen in Bezug auf Klimawandel, Gesundheit und Ernährungssicherheit, argumentierte O’Brien.

Wie es funktioniert

O’Brien und seine Rivalen zielen darauf ab, einen der umwerfendsten Aspekte der Quantenmechanik zu nutzen: die „Überlagerung“ von subatomaren Partikeln wie Elektronen und Photonen.

Herkömmliche Computer repräsentieren Daten mit „Bits“: Einen und Nullen, die durch Siliziumtransistoren verarbeitet werden, die als elektronische Ein-Aus-Schalter fungieren.

Im Gegensatz dazu verwenden Quantencomputer subatomare Partikel, um „Qubits“ zu erzeugen. Gemäß der Quantenmechanik ist ein Elektron (wenn auch nicht aktiv beobachtet) an einem Ort oder an einem anderen, sondern eine gewisse Wahrscheinlichkeit, in jedem zu sein. In ähnlicher Weise ist ein Qubit weder eins noch Null, sondern hat eine mathematische Möglichkeit, auch zu sein.

Die Wissenschaft ist zu kompliziert, um hier vollständig zu erklären (siehe Out Dieser brillante ft visuelle Erklärerund dies ebenso gut FT Podcast -Seriewenn Sie neugierig sind, mehr zu wissen). Es genügt zu sagen, dass Quantencomputer theoretisch in Minuten einige Operationen ausführen können, die die leistungsstärksten Supercomputer von heute viele Millionen Jahre dauern würden.

So groß ist die Unterschiede mit herkömmlicher Hardware, dass “es nicht hilfreich ist, über Quantencomputer als leistungsstärkeren Computer nachzudenken”, sagte mir O’Brien. “Ich bin kurz davor, dass ich denke, dass es nicht hilfreich ist, darüber überhaupt als Computer zu denken.”

Psiquantum hat 665 Mio. USD von Investoren wie BlackRock, Baillie Gifford und Temasek sowie eine Investition von 617 Mio. USD von der australischen Regierung gesammelt. Es baut in der Nähe von Brisbane den ersten Quantencomputer der Welt, das im Jahr 2027 eingeschaltet ist.

Was tun damit

Die potenziell wichtigste Anwendung von Quantencomputer, sagte O’Brien, würde die Modellierung des Verhaltens komplexer Moleküle auf ein Niveau sein, das selbst die leistungsstärksten herkömmlichen Computer unmöglich ist. Dies könnte starke Konsequenzen für die menschliche Gesundheit haben, argumentierte er, indem er die Entwicklung präzise gezielter neuer Medikamente mit beispielloser Wirksamkeit und minimaler Nebenwirkungen ermöglichte.

Zukünftige Begünstigte dieser Wissenschaft, so schlug er vor, könnten es für „irgendwie verrückt machen, dass wir bereit sind, (Medikamente) in unseren Körper zu stecken, wenn wir nicht wirklich wissen, wie sie funktionieren“.

Eine weitere entscheidende Anwendung, so O’Brien, könnte darin bestehen, Kohlendioxid in der Atmosphäre zu entfernen, um den Klimawandel zu bekämpfen. Während mehrere Unternehmen Systeme entwickelt haben, bleiben die Kosten unerschwinglich – aber es kann dramatisch reduziert werden, wenn Quantencomputer verwendet werden könnten, um die perfekte Substanz für die Verwendung von Kohlenstoffabsorption zu identifizieren.

Es könnte auch große Auswirkungen auf die globale Ernährungssicherheit geben, sagte er, mit dem Versprechen, effektivere, weniger verschmutzende Düngemittel zu versprechen.

Die Straße voraus

Die Investoren von Psiquantum würden gut tun, um den Champagner auf Eis zu halten. Die inhärente Fragilität eines Systems, das sich auf subatomare Teilchen stützt, macht dies zu einer furchterregenden technischen Herausforderung, auch wenn Psiquantum behauptet, dass sein System mit Qubits, die eher um Photonen als an Elektronen basieren, robuster sein wird als die seiner Konkurrenten.

Und diese Rivalen sind ein einschüchterndes Publikum. GoogleAnwesend Microsoft Und Amazonas haben alle in den letzten vier Monaten erhebliche Fortschritte bei ihren eigenen Quantencomputern angekündigt. Letzte Woche haben US-Start-up D-Wave behauptet Der Quantencomputer hatte ein zu komplexes Problem für jedes konventionelle System gelöst, um den Anstieg des Aktienkurs zu senden.

Trotz dieser Fortschritte haben einige Top-Technologienamen kürzlich kaltes Wasser in die kurzfristigen Aussichten für diesen Sektor gegossen. Jensen Huang, Geschäftsführer von Chip Powerhouse Nvidia, sagte im Januar, dass er der Meinung war, dass wirklich nützliche Quantencomputer noch 15 bis 30 Jahre entfernt seien. Dies folgte einem Anspruch von Demis Hassabis, dem mit dem Nobel ausgezeichneten Gründer von Google DeepMind, dass künstliche Intelligenz, die auf herkömmlichen Computern betrieben werden, möglicherweise nur von Quantencomputern adressierbar angesehen werden.

Und dann gibt es die Risiken. Quantencomputer könnten in die Verschlüsselung eindringen, die das Internet und viele der Systeme, die der modernen Welt zugrunde liegen, sichert und möglicherweise eine gefährliche neue Möglichkeit der Cyberwarfare eröffnet.

Wenn Psiquantum oder einer seiner Konkurrenten den Zweifeln trotzt, um einen Quantencomputer zu erstellen, der zuverlässig und im Maßstab funktioniert, könnte dies möglicherweise noch eine wichtige Möglichkeiten für die Bewältigung der dringendsten Herausforderungen der Menschheit schaffen. “Es geht darum, Probleme zu lösen, die ansonsten für immer unmöglich zu lösen sind”, sagte O’Brien.

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