Framtiden för kvantdatorer: Förutsägelser för 2024 och framåt

2023 inleddes med att många företagsledare blev överraskade av att generativ AI blev allmänt accepterat. När vi nu börjar fundera på vilka trender som väntar oss 2024 är det kvantberäkningar som i allt högre grad sätter igång teknikspaningarna hos företag runt om i världen.

Kritiker har ofta avfärdat kvantdatorer som överdrivna. Men nu när den är på väg in i centrum kommer alla ögon att vara riktade mot om den kan infria sina löften om en omvälvande förändring av beräkningskapaciteten.

Viktiga slutsatser om framtiden för kvantdatorer

Atom Computings tillkännagivande nyligen om en kvantdator med 1 225 kvantbitar, vilket nästan tredubblar IBM:s Osprey, som tidigare var den ledande datorn, understryker att vi står inför en ny era inom databehandling. Detta språng förstärker kvantdatorns potential att revolutionera sektorer som läkemedel och cybersäkerhet, genom att möjliggöra beräkningar av ofattbar komplexitet.

Det finns dock en ökande tro på att kvantberäkningar kommer att avgöras av kvaliteten på qubits snarare än den rena kvantiteten.

Så låt oss undersöka saken: Har kvantdatorer någon framtid?

Kvalitet Qubits framför kvantitet

John Prisco tror att vi kommer att se en förändring på marknaden för kvantdatorer år 2024, där man inte längre är så besatt av begreppen kvantfördel och rå kubitantal. Istället kommer branschen att inrikta sig på den mer kritiska frågan om felkorrigering och praktiska problemlösningsapplikationer.

“Jättarna inom kvantdatorer förväntas omdirigera sina ansträngningar mot logiskt antal qubits och prioritera kvaliteten på qubits framför ren kvantitet, vilket tidigare har dominerat diskussionerna.”

Även om 2024 kanske inte kommer att innebära en avgörande konsolidering av kvantdatorernas designmetoder, utmanar denna osäkerhet branschens övergripande utveckling och fokus.

“Kvantdatormarknaden är redo att se en av de nuvarande modaliteterna elimineras, vilket innebär att 2024 inte kommer att uppnå utvecklingsfokus, ett dåligt tecken eftersom branschen strävar efter att gå från rubrikskapande bedrifter till påtagliga, verkliga effekter.”

Övergången från ett rent sifferspel till att betona felkorrigering och funktionella tillämpningar innebär en mognad inom området. Även om denna övergång är behäftad med osäkerhet utgör den ett kritiskt vägskäl.

“När branschen kämpar med att översätta teoretiska möjligheter till verkliga tillämpningar uppstår en annan hotande fråga – kvantdatorernas konsekvenser för datasäkerheten, särskilt hur hackare kan utnyttja denna framväxande teknik för att lagra krypterade data idag för dekryptering imorgon.”

Hackare lagrar data för att dekryptera dem senare

Fred Rivain, CTO på Dashlane, varnar för den snabba utvecklingen av kvantteknik och att behovet av kvantresistenta krypteringsmetoder inte längre är valfritt.

Det överhängande hotet om att en kvantdator skulle kunna bryta mot nuvarande krypteringsstandarder, såsom RSA- eller ECC-krypteringsalgoritmer, understryker behovet av att organisationer av alla storlekar och branscher utvärderar var de kan vara utsatta för risker och migrerar till post-kvantkryptografi redan idag.

“Risken för institutioner och företag är verklig: hackare och oseriösa stater försöker sannolikt redan stjäla, ackumulera och lagra krypterad data, med förhoppningen att de kan bryta sig in i den i framtiden.”

Nästa år förväntar vi oss att NIST tillkännager “runda 4” av standardiserade postkvantalgoritmer, som kommer att integreras i kritiska kryptografiska bibliotek som libsodium så att alla utvecklare kan använda dem. Även om pionjärer som Cloudflare och Signal har inlett verkliga implementeringar är ett bredare införande fortfarande ett långsiktigt perspektiv. För att motivera en förändring kan det krävas en Y2K-liknande händelse, trots påtryckningar från Vita huset.

Rebecca Krauthammer, medgrundare och produktchef på QuSecure, varnar också för att vi kan förvänta oss att hotbilden kommer att utvecklas i takt med kvantdatorernas framsteg.

“Med utvecklingen av kvantdatorer och AI-drivna attacker kommer en ny typ av cyberhot att dyka upp. Cybersäkerhetsteamen kommer inte bara att behöva försvara sig mot traditionell skadlig kod och intrång, utan även mot kvantorienterade “lagra-nu-dekryptera-senare-attacker”, kontradiktoriska maskininlärningstaktiker och AI-drivna sociala ingenjörskonster.”

Detta kommer att kräva en bredare uppsättning färdigheter för cybersäkerhetsexperter och mer avancerade försvarsverktyg och plattformar.

Missuppfattningar kring kvantdatorer

Det finns många missuppfattningar om kvantdatorer. Tony Uttley, President & Chief Operating Officer Quantinuum, var snabb med att påpeka att kvantdatorer inte ligger tio eller 15 år fram i tiden.

“Vi har kvantdatorer just nu, som kan göra saker som klassiska datorer inte kan. En annan missuppfattning är att kvantdatorer bara kommer att vara bra för en sak.”

Uttley förklarade att även om utvecklingen av kvantdatorer främst har fokuserat på affärstillämpningar, har tekniken oavsiktligt kommit att förändra spelplanen för komplexa vetenskapliga utmaningar. Exempelvis kan problem inom kondenserad materia och högenergifysik, som ofta hanteras av organisationer som CERN och projekt som Large Hadron Collider, nu angripas på sätt som tidigare ansetts omöjliga.

“Människans historia har lärt oss att om man ger otroliga verktyg till briljanta människor så kommer de att hitta på något att göra med dem. Det ser vi nu i realtid.”

I grund och botten har kvantberäkningar blivit ett transformativt verktyg som kan göra teoretiska koncept konkreta och erbjuda en ny lins genom vilken vi kan förstå universum.

“Det jag ser fram emot är att krossa myten om att kvantberäkning ligger ett decennium bort och att kvantberäkning bara kommer att lösa en sak.”

Vilka sektorer kommer kvantdatorer att påverka?

Finansiella tjänster, storbanker och handelsföretag utnyttjar kvantfunktioner för portföljoptimering och förbättrad upptäckt av bedrägerier. Läkemedelssektorn tittar på kvantdatorer för effektiv upptäckt av läkemedel. Samtidigt utforskar företag med fokus på hållbarhet nya materialvetenskaper, vilket exemplifieras av BMW:s och Airbus arbete med vätgasdrivna bränsleceller.

“Kvantdatorer lovar också att revolutionera reglerade branscher från sjukvård till luftfart genom att tillhandahålla välbehövlig transparens och spårbarhet i AI-algoritmer, vilket minskar problemet med “svarta lådan” i AI-beslutsfattande.”

Riskerna är dock lika formidabla som fördelarna. Ett stort problem är datakryptering, eftersom algoritmer som Shors algoritm har visat att kvantdatorer potentiellt kan knäcka befintliga krypteringsmetoder. Detta innebär inte bara tekniska utmaningar utan också etiska överväganden om hur tekniken ska utnyttjas för det allmännas bästa samtidigt som säkerheten garanteras.

Vad är framtiden för kvantdatorer?

Kvantdatorer är inte ett futuristiskt koncept, det är en aktuell verklighet med avgörande milstolpar på den närmaste horisonten. En omedelbar milstolpe är att nå en nivå där kvantmaskiner rutinmässigt överträffar även världens mest avancerade superdatorer i simuleringsuppgifter, vilket för oss in i en era där klassisk databehandling blir oduglig för att efterlikna kvantkapacitet.

Tony Uttley, President och Chief Operating Officer på Quantinuum, råder företags- och regeringschefer att fokusera på de växande tillämpningarna av kvantteknik inom områden från cybersäkerhet till högenergifysik.

“Vi kommer att börja se att de sätts in på platser som påverkar vårt dagliga liv. Vi kanske aldrig kommer att röra vid en kvantdator själva, men det kan vara en applikation som du arbetar med på din mobiltelefon som går tillbaka över världen och sträcker sig in och gör något från en kvantdator.”

I likhet med de tidiga stadierna av internet och klassisk databehandling kommer kvantdatabehandling att börja med nischtillämpningar men är redo att bli allestädes närvarande och subtilt driva uppgifter på våra vardagliga enheter som mobiltelefoner.

Utmaningar i en framtid med kvantdatorer

Å ena sidan öppnar kvantberäkningar för banbrytande forskning inom områden som medicin, materialvetenskap och kryptografi, och fungerar som en katalysator för innovation och tänjer på gränserna för vad vi anser vara beräkningsmässigt möjligt. Å andra sidan väcker den här teknikens omvälvande potential kritiska frågor om datasäkerhet, etiskt genomförande och skapandet av en digital klyfta.

“I takt med att kvantkapaciteten ökar står vi inför ett tvingande behov av att investera i felkorrigeringsmekanismer och fokusera på kvaliteten hos qubits snarare än enbart numerisk överlägsenhet.”

Om man ignorerar dessa komplikationer kan det leda till en osäker framtid där kvantdatorernas kraft antingen underutnyttjas eller missbrukas. Därför kräver den kommande resan ett beräknat, etiskt och tvärvetenskapligt tillvägagångssätt, som förenar teknisk skicklighet med rättslig framsynthet.

“Kvantberäkningar kan krossa nuvarande krypteringsmodeller och kräva en total översyn av cybersäkerhetsprotokoll.”

Dessutom är tekniken fortfarande i sin linda och brottas med problem som qubitstabilitet och felkorrigering samtidigt som det finns ett högt inträdeshinder i form av kostnader. När vi går in i 2024 måste företagsledare balansera den transformativa potentialen mot de existentiella riskerna och operativa utmaningarna med kvantberäkning.

När vi nu går från den klassiska databehandlingens era till en kvantframtid måste företagsledare och beslutsfattare gå vidare med en balanserad och välgrundad strategi, där de monumentala fördelarna vägs mot de existentiella utmaningar som kvantdatabehandling oundvikligen medför.

Kvantsprånget år 2024: Från fysiska Qubits till globala samarbeten

Yuval Boger, CMO på QuEra Computing, förutspår att kvantdatorområdet kommer att genomgå monumentala förändringar under 2024.

“En av de viktigaste är övergången från en era med fysiska qubits till en era med felkorrigerade logiska qubits, vilket markerar ett steg mot stabilare och mer tillförlitliga kvantberäkningar.”

Boger tror också att detta kommer att sammanfalla med en ökad integrering av kvantprocessorer i högpresterande datacenter (HPC), vilket skapar ett hybridberäkningslandskap som utnyttjar de unika egenskaperna hos både klassiska maskiner och kvantmaskiner.

“Samtidigt kommer vi att se europeiska länder öppna upp sina nationella kvantprogram för amerikanska leverantörer. Denna samarbetsinriktade hållning drivs av insikten att det ofta krävs en mer global strategi för att ligga i framkant när det gäller kvantutveckling.”

Detta exemplifieras av att “den bästa franska kvanttekniken” inte nödvändigtvis är synonymt med “den bästa kvanttekniken för Frankrike”. Samma logik skulle lätt kunna tillämpas på andra länder, som Tyskland, Storbritannien, Finland och så vidare. Bara av dessa skäl borde 2024 vara oerhört spännande för kvantdatorns framtid.

Slutsatsen om kvantdatorers framtid

När vi närmar oss 2024 kan kvantdatorer snabbt komma att förändra spelreglerna på ett sätt som påverkar oss alla. Tänk dig snabbare läkemedelsupptäckter eller lösenord som inte går att knäcka – det är den positiva sidan. Men det finns också en baksida: dagens onlinesäkerhet kan enkelt knäckas, och tekniken är fortfarande grovhuggen, ofta dyr och svår att använda.

När vi går från den gamla datavärlden till denna spännande men oförutsägbara kvantmekaniska era måste ledare inom företag och myndigheter vara både försiktiga och smarta. De måste bejaka de stora framstegen och förbereda sig för de potentiella fallgroparna. Enkelt uttryckt erbjuder kvantdatorer en värld av extraordinära möjligheter, men det är ett verktyg som vi måste lära oss att använda på ett klokt sätt.

Vanliga frågor om kvantdatorer