Fremtiden for kvantedatamaskiner: Forutsigelser for 2024 og fremover

2023 begynte med at mange bedriftsledere ble tatt på senga av at generativ AI ble tatt i bruk av mainstream. Nå som vi begynner å tenke på hvilke trender som venter oss i 2024, er det kvanteberegning som i økende grad setter i gang teknologispionasjen i virksomheter over hele verden.

Kritikere har ofte avfeid kvanteberegning som overhypet. Men nå som kvanteberegning er i ferd med å gjøre sitt inntog, vil alles øyne være rettet mot om den kan innfri løftene om et seismisk skifte i beregningskapasiteten.

Atom Computings nylige kunngjøring av en kvantedatamaskin med 1 225 kvantebits, noe som nesten er en tredobling av IBMs Osprey, som tidligere lå i front, understreker at vi står på terskelen til en ny æra innen databehandling. Dette spranget forsterker kvantedatamaskinens potensial til å revolusjonere sektorer som farmasi og cybersikkerhet, og muliggjør beregninger av ufattelig kompleksitet.

Det er imidlertid en økende tro på at kvanteberegning vil bli avgjort av kvaliteten på qubits, og ikke bare kvantiteten.

Så la oss se nærmere på dette: Har kvantedatabehandling en fremtid?

Qubits av høy kvalitet fremfor kvantitet

John Prisco tror at vi vil se et skifte i markedet for kvantedatamaskiner i 2024, og at vi vil gå bort fra besettelsen av kvantefordeler og antall qubits. I stedet kommer bransjen til å dreie seg mot det mer kritiske spørsmålet om feilkorreksjon og praktiske problemløsningsapplikasjoner.

“Det forventes at kvantecomputergigantene vil rette innsatsen mot logisk antall qubits og prioritere kvaliteten på qubits fremfor ren kvantitet, som tidligere har dominert diskusjonene.”

Dessverre er det ikke sikkert at 2024 vil føre til en avgjørende konsolidering av kvantecomputerens designmetoder, men denne usikkerheten utfordrer bransjens generelle utvikling og fokus.

“Markedet for kvantedatamaskiner står foran en eliminering av en av de nåværende modalitetene, noe som betyr at 2024 ikke vil føre til en fokusering av utviklingen. Et dårlig tegn når bransjen streber etter å gå fra å skape overskrifter til å skape konkrete resultater i den virkelige verden.”

Overgangen fra å være et rent tallspill til å legge vekt på feilretting og funksjonelle anvendelser innebærer en modning av feltet. Selv om denne overgangen er beheftet med usikkerhet, representerer den et kritisk punkt.

“Samtidig som bransjen strever med å omsette teoretiske muligheter til praktiske anvendelser, dukker det opp et annet problem – kvantecomputerens konsekvenser for datasikkerheten, spesielt hvordan hackere kan utnytte denne nye teknologien til å lagre krypterte data i dag for å dekryptere dem i morgen.”

Hackere vil lagre data for å dekryptere dem senere

Fred Rivain, teknologidirektør i Dashlane, kommer med en betimelig advarsel om hvor raskt kvanteteknologien utvikler seg, og at behovet for kvanteresistente krypteringsmetoder ikke lenger er valgfritt.

Den overhengende trusselen om at en kvantedatamaskin kan bryte gjeldende krypteringsstandarder, som RSA- eller ECC-krypteringsalgoritmer, understreker behovet for at organisasjoner av alle størrelser og i alle bransjer vurderer hvor de kan være utsatt for risiko og går over til post-kvantekryptografi i dag.

“Risikoen for institusjoner og selskaper er reell: Hackere og slyngelstater prøver sannsynligvis allerede å stjele, hamstre og lagre krypterte data i håp om at de kan knekke dem i fremtiden.”

Neste år forventer vi at NIST kunngjør “runde 4” av standardiserte post-kvantemekaniske algoritmer, som vil bli integrert i viktige kryptografiske biblioteker som libsodium, slik at alle utviklere kan bruke dem. Selv om pionerer som Cloudflare og Signal har satt i gang implementeringer i den virkelige verden, er det fortsatt et langsiktig perspektiv. Til tross for oppfordringer fra Det hvite hus kan det være nødvendig med en Y2K-lignende hendelse for å motivere til endring.

Rebecca Krauthammer, medgrunnlegger og produktsjef i QuSecure, advarer også om at vi kan forvente at trusselbildet vil utvikle seg i takt med utviklingen av kvantedatabehandling.

“Med utviklingen av kvantedatamaskiner og AI-drevne angrep vil det dukke opp en ny type cybertrusler. Cybersecurity-teamene vil ikke bare få i oppgave å forsvare seg mot tradisjonell skadelig programvare og innbrudd, men også mot kvanteorienterte “lagre-nå-dekrypter-senere”-angrep, fiendtlige maskinlæringstaktikker og AI-drevet sosial manipulering.”

Dette vil kreve bredere kompetanse hos cybersikkerhetseksperter og mer avanserte forsvarsverktøy og -plattformer.

Misoppfatninger om kvantedatabehandling

Det finnes mange misoppfatninger om kvantecomputere. Tony Uttley, President & Chief Operating Officer Quantinuum, var raskt ute med å påpeke at kvantedatamaskiner ikke er ti eller 15 år unna.

“Vi har kvantedatamaskiner akkurat nå, og de kan gjøre ting som klassiske datamaskiner ikke kan. En annen misforståelse er at kvantedatamaskiner bare kan brukes til én ting.”

Uttley forklarer at selv om hovedfokuset i utviklingen av kvantedatamaskiner har vært på forretningsapplikasjoner, har teknologien utilsiktet blitt en game-changer for komplekse vitenskapelige utfordringer. For eksempel er det nå mulig å løse problemer innen kondenserte stoffer og høyenergifysikk, som ofte er forbeholdt organisasjoner som CERN og prosjekter som Large Hadron Collider, på måter man tidligere trodde var umulige.

“Menneskehetens historie har lært oss at hvis du gir geniale mennesker utrolige verktøy, vil de finne noe å gjøre med dem. Det ser vi nå i sanntid.”

Kvantedatamaskiner har blitt et transformativt verktøy som kan gjøre teoretiske konsepter håndgripelige og gi oss en ny måte å forstå universet på.

“Det jeg gleder meg til, er å knuse myten om at kvanteberegning ligger ti år frem i tid, og at kvanteberegning bare kommer til å løse én ting.”

Hvilke sektorer vil kvanteberegning påvirke?

Finansielle tjenester, store banker og handelsselskaper utnytter kvantekapasiteten til å optimalisere porteføljer og oppdage svindel. Den farmasøytiske sektoren satser på kvanteberegning for effektiv oppdagelse av nye legemidler. Samtidig utforsker selskaper som fokuserer på bærekraft, nye materialvitenskapelige metoder, som for eksempel BMWs og Airbus’ arbeid med hydrogenbrenselceller.

“Kvantedatabehandling kan også revolusjonere regulerte bransjer, fra helsevesenet til luftfarten, ved å sørge for sårt tiltrengt transparens og sporbarhet i AI-algoritmer og dermed redusere problemet med “svarte bokser” i AI-beslutningsprosesser.”

Risikoen er imidlertid like formidabel som fordelene. Et stort problem er datakryptering, ettersom algoritmer som Shors algoritme har vist at kvantedatabehandling potensielt kan knekke eksisterende krypteringsmetoder. Dette medfører ikke bare tekniske utfordringer, men også etiske overveielser om hvordan teknologien skal utnyttes til det beste for alle, samtidig som sikkerheten ivaretas.

Hva er fremtiden for kvantedatamaskiner?

Quantum computing er ikke et futuristisk konsept, men en realitet med viktige milepæler i nær fremtid. En umiddelbar milepæl er å nå et nivå der kvantemaskiner rutinemessig utkonkurrerer selv verdens mest avanserte superdatamaskiner i simuleringsoppgaver, noe som fører oss inn i en æra der klassisk databehandling blir uegnet til å etterligne kvantekapasiteten.

Når det gjelder forberedelser, råder Tony Uttley, president og Chief Operating Officer i Quantinuum, bedrifts- og myndighetsledere til å fokusere på kvanteteknologiens voksende anvendelsesområder innen alt fra cybersikkerhet til høyenergifysikk.

“Vi kommer til å se at kvanteteknologien blir tatt i bruk på steder som påvirker hverdagen vår. Vi kommer kanskje aldri til å ta i en kvantedatamaskin selv, men det kan være en applikasjon du jobber med på mobiltelefonen din, som går tilbake over hele verden og gjør noe fra en kvantedatamaskin.”

I likhet med de tidlige stadiene av internett og klassisk databehandling vil kvantedatamaskiner starte med nisjeapplikasjoner, men er på vei til å bli allestedsnærværende og subtilt drive oppgaver på hverdagsenheter som mobiltelefoner.

Utfordringer i en fremtid med kvantedatabehandling

På den ene siden åpner kvantedatabehandling for banebrytende forskning på områder som medisin, materialvitenskap og kryptografi, og fungerer som en katalysator for innovasjon og flytter grensene for hva vi anser som beregningsmessig mulig. På den annen side reiser denne teknologiens disruptive potensial kritiske spørsmål om datasikkerhet, etisk implementering og opprettelsen av et digitalt skille.

“Etter hvert som kvantekapasiteten øker, står vi overfor et tvingende behov for å investere i feilkorrigeringsmekanismer og fokusere på kvaliteten på kvantebitene i stedet for bare numerisk overlegenhet.”

Hvis vi ignorerer disse komplikasjonene, kan det føre til en usikker fremtid der kraften i kvantedatabehandling enten blir underutnyttet eller misbrukt. Fremtiden krever derfor en kalkulert, etisk og tverrfaglig tilnærming som kombinerer teknologisk dyktighet med fremsynt regulering.

“Quantum computing kan ødelegge dagens krypteringsmodeller og kreve en total gjennomgang av protokollene for cybersikkerhet.”

I tillegg er teknologien fortsatt i sin spede begynnelse, med problemer som qubit-stabilitet og feilkorreksjon, samtidig som det er en høy inngangsbarriere i form av høye kostnader. Når vi går inn i 2024, må bedriftsledere balansere det transformative potensialet mot de eksistensielle risikoene og driftsmessige utfordringene ved kvanteberegning.

Når vi går fra den klassiske databehandlingens æra til en kvantefremtid, må bedriftsledere og beslutningstakere følge en balansert og informert strategi og veie de enorme fordelene opp mot de eksistensielle utfordringene som kvanteberegning uunngåelig fører med seg.

Kvantespranget i 2024: Fra fysiske Qubits til globalt samarbeid

Yuval Boger, CMO i QuEra Computing, spår at i 2024 vil kvanteinformasjonsfeltet gjennomgå monumentale endringer.

“Noe av det viktigste er overgangen fra æraen med fysiske qubits til æraen med feilkorrigerte logiske qubits, som markerer et sprang mot mer stabile og pålitelige kvanteberegninger.”

Boger tror også at dette vil sammenfalle med økt integrering av kvanteprosessorer i HPC-sentre (High Performance Computing), noe som vil skape et hybrid beregningslandskap som utnytter de unike egenskapene til både klassiske maskiner og kvantemaskiner.

“Samtidig vil vi se at europeiske land åpner opp sine nasjonale kvanteprogrammer for amerikanske leverandører. Bakgrunnen for dette samarbeidet er erkjennelsen av at det å ligge i forkant av kvanteutviklingen ofte krever en mer global tilnærming.”

Et eksempel på dette er at “den beste franske kvanteteknologien” ikke nødvendigvis er synonymt med “den beste kvanteteknologien for Frankrike”. Den samme logikken kan lett overføres til andre land, for eksempel Tyskland, Storbritannia, Finland osv. Bare av disse grunnene bør 2024 bli ekstremt spennende for kvantedatamaskineringens fremtid.

Konkludert

Når vi nærmer oss 2024, kan kvanteinformatikk raskt innlede en ny tid som vil påvirke oss alle. Tenk deg raskere oppdagelser av legemidler eller passord som ikke kan hackes – det er den gode siden. Men det er også en bakside av medaljen: dagens sikkerhet på nettet kan lett knekkes, og teknologien er fortsatt uferdig, ofte dyr og vanskelig å bruke.

Mens vi beveger oss fra den gamle databehandlingsverdenen inn i den spennende, men uforutsigbare kvanteæraen, må ledere i næringslivet og myndighetene være både forsiktige og smarte. De må omfavne de enorme fremskrittene og samtidig forberede seg på de potensielle fallgruvene. Enkelt sagt byr kvanteberegning på en verden av fantastiske muligheter, men det er et verktøy vi må lære oss å bruke med omhu.

Ofte stilte spørsmål