Mae Cyfrifiadura Cwantwm yn Dod, Ac Mae'n Ailddyfeisio'r Diwydiant Technoleg

Siopau tecawê allweddol

• Mae cyfrifiadura cwantwm wedi gweld datblygiadau mawr yn ystod yr ychydig flynyddoedd diwethaf.
• Gall y dechnoleg hon gynhyrchu cyfrifiaduron sy'n cyfrifo ar gyflymder anhygoel o uchel o'i gymharu â pheiriannau nodweddiadol.
• Bydd technoleg cyfrifiadura cwantwm yn effeithio ar bopeth o cryptograffeg i feddygaeth i gyllid.

Mae cyfrifiadura cwantwm yn syniad sydd wedi bod ym myd ffuglen wyddonol ers amser maith. Fodd bynnag, mae datblygiadau diweddar wedi gwneud iddo ymddangos yn fwy a mwy fel realiti.

Mae gan y cynnydd mewn cyfrifiadura cwantwm hygyrch oblygiadau sylweddol i'r diwydiant technoleg a'r byd yn gyffredinol. Gydag effeithiau posibl mewn pethau fel seiberddiogelwch, efelychiadau a mwy, mae buddsoddwyr yn gwylio'r diwydiant hwn yn agos (a cael buddsoddi).

Beth yw cyfrifiadura cwantwm?

Mae cyfrifiadura cwantwm yn dibynnu ar fecaneg cwantwm, damcaniaeth sylfaenol o ffiseg sy'n disgrifio sut mae'r byd yn gweithio ar lefel yr atom a'r gronynnau isatomig, i ddatrys problemau y mae cyfrifiaduron traddodiadol yn eu cael yn rhy gymhleth.

Mae'r rhan fwyaf o gyfrifiaduron cwantwm yn dibynnu ar y “cwantwm bit” neu'r qubit. Yn wahanol i ddarnau traddodiadol mewn cyfrifiadur, sydd wedi'u gosod i 0 neu 1, gellir gosod cwbits i sero, un neu arosodiad o 0 ac 1. Er bod y mecaneg y tu ôl i hyn yn gymhleth iawn, mae cwbits yn caniatáu i gyfrifiaduron cwantwm brosesu gwybodaeth mewn ffracsiwn o'r amser y gallai cyfrifiadur traddodiadol.

I gynnig syniad o'r raddfa, gall 500 qubit gynrychioli'r un wybodaeth â 2^500 did normal. Er y byddai angen miliynau o flynyddoedd ar gyfrifiadur nodweddiadol i ddod o hyd i holl ffactorau cysefin rhif 2,048-did (rhif â 617 digid), gall cyfrifiadur cwantwm wneud y gwaith mewn munudau.

Datblygwyd theori cwantwm modern yn y 1920au. Ymddangosodd cyfrifiaduron yn fuan ar ôl hynny, a chwaraeodd y ddau dechnoleg ran yn yr Ail Ryfel Byd. Dros amser, dechreuodd ffisegwyr uno dau faes theori cwantwm a chyfrifiadura i greu maes cyfrifiadura cwantwm.

Gwelodd 1998 ddatblygiad cyfrifiadur cwantwm dau-did, sy'n gwasanaethu fel prawf cysyniad ar gyfer y dechnoleg. Mae datblygiadau pellach wedi cynyddu'r cyfrif didau ac wedi lleihau cyfradd y gwallau.

Mae ymchwilwyr yn credu y gall problemau sy'n rhy fawr ar hyn o bryd i'w datrys gan gyfrifiaduron traddodiadol gael eu datrys gan ddefnyddio cyfrifiaduron cwantwm.

Datblygiadau diweddar

O ystyried y gwelliannau sylweddol y gall cyfrifiadura cwantwm eu darparu i bŵer cyfrifiadura, mae ymchwil i gyfrifiaduron cwantwm wedi bod yn digwydd ers degawdau. Fodd bynnag, gwelwyd datblygiadau pwysig yn ystod y blynyddoedd diwethaf.

Yr wythnos diwethaf, cyhoeddodd peirianwyr Awstralia eu bod wedi darganfod ffordd i reoli electronau o fewn dotiau cwantwm sy'n rhedeg gatiau rhesymeg heb fod angen system fawr, swmpus. Gallai hyn helpu i adeiladu cyfrifiaduron cwantwm o faint rhesymol.

Hefyd, datblygodd ymchwilwyr yn MIT bensaernïaeth ar gyfer cyfrifiaduron cwantwm yn ddiweddar a fydd yn caniatáu ar gyfer cyfathrebu ffyddlondeb uchel rhwng proseswyr cwantwm, gan ganiatáu ar gyfer rhyng-gysylltiad proseswyr lluosog.

Mae hyn yn caniatáu ar gyfer “gweithrediadau modiwlaidd o beiriannau ar raddfa fwy wedi'u hadeiladu o gydrannau unigol llai,” yn ôl Bharath Kanna, awdur cyd-arweiniol y papur ymchwil sy'n disgrifio'r datblygiad arloesol hwn.

“Bydd y gallu i gyfathrebu rhwng is-systemau llai yn galluogi pensaernïaeth fodiwlaidd ar gyfer proseswyr cwantwm, a gallai hyn fod yn ffordd symlach o raddio i feintiau systemau mwy o gymharu â’r dull ‘n Ysgrublaidd o ddefnyddio un sglodyn mawr a chymhleth.”

Ar ben hynny, yn ddiweddar, cyhoeddodd cwmni IonQ o Maryland gyfleuster 65,000 troedfedd sgwâr y bydd yn ei ddefnyddio ar gyfer gweithgynhyrchu a chynhyrchu. Bydd y ffatri wedi'i lleoli yn Bothell, WA a dyma'r cyfleuster gweithgynhyrchu cyfrifiaduron cwantwm pwrpasol cyntaf yn yr Unol Daleithiau.

Sut y bydd yn effeithio ar y diwydiant technoleg?

Gallai cyfrifiadura cwantwm gael effeithiau enfawr ar y diwydiant technoleg a'r byd.

Bydd un o'r effeithiau mwyaf yn y byd o cybersecurity. Mae'r Adran Diogelwch Mamwlad yn credu y gallai cyfrifiadur cwantwm allu torri'r dulliau amgryptio cyfredol cyn gynted â 2030.

Heb ddatblygiadau mawr mewn cryptograffeg neu arafu mewn datblygiadau technoleg cyfrifiadura cwantwm, gallem fod lai na degawd i ffwrdd o actorion maleisus yn gallu gweld popeth o wybodaeth bersonol pobl i gyfrinachau llywodraeth a milwrol.

Mae rhai grwpiau eisoes yn cymryd rhan mewn ymosodiadau “Store Now, Decrypt Later”, sy'n dwyn data wedi'i amgryptio a'i storio gyda'r disgwyliad y byddant yn gallu cracio'r amgryptio yn ddiweddarach.

Gallai cyfrifiadura cwantwm hefyd gael effeithiau mawr ar y diwydiant meddygol. Er enghraifft, gellid defnyddio peiriannau cwantwm i fodelu prosesau moleciwlaidd. Gallai hyn gynorthwyo gyda datblygiadau mewn ymchwil i glefydau a chyflymu'r gwaith datblygu cyffuriau achub bywyd.

Gallai'r efelychiadau hyn gael effeithiau tebyg mewn diwydiannau sy'n dibynnu ar wyddoniaeth deunyddiau, megis gwneud batris. Hyd yn oed y sector ariannol gallai elwa o'r dechnoleg, gan ddefnyddio efelychiadau i berfformio dadansoddi risg yn fwy cywir a gwneud y gorau o bortffolios buddsoddi.

O ystyried ei alluoedd sy'n newid y byd, nid yw'n syndod bod llywodraethau wedi gwneud buddsoddiadau mawr yn y dechnoleg, gyda mwy na $30 biliwn yn mynd i raglenni ymchwil ledled y byd.

Beth mae'n ei olygu i fuddsoddwyr

Mae gan gyfrifiadura cwantwm y potensial i effeithio ar bron bob diwydiant ledled y byd. Y tu hwnt i effeithio ar y diwydiant technoleg, gallai greu tonnau sioc yn y diwydiant meddygol ac ariannol wrth arwain at ddatblygu cynhyrchion neu ddeunyddiau newydd sy'n dod yn rhan o fywyd bob dydd.

O ystyried ieuenctid cymharol y dechnoleg, gall fod yn heriol i fuddsoddwyr ddod o hyd i ffyrdd o fuddsoddi'n uniongyrchol mewn cyfrifiadura cwantwm. Yn lle hynny, efallai y byddant yn chwilio am fuddsoddiadau mewn busnesau sydd â diddordeb mewn cyfrifiaduron cwantwm ac sydd ar fin elwa o'u datblygiad, megis cwmnïau fferyllol.

Mae'r llinell waelod

Gallai cynnydd mewn cyfrifiadura cwantwm olygu y bydd y byd yn edrych yn wahanol iawn dim ond ychydig flynyddoedd o nawr. Bydd buddsoddwyr yn chwilio am ffyrdd i elwa o'r dechnoleg hon sy'n newid y gêm, a bydd digonedd o gyfleoedd.

Os ydych chi am roi cynnig ar fath gwahanol o fuddsoddiad uwch-dechnoleg, ystyriwch weithio gyda Q.ai. Gall ei ddeallusrwydd artiffisial eich helpu i adeiladu portffolio at unrhyw ddiben a fydd yn llwyddo mewn unrhyw economi. Gyda Pecynnau Buddsoddi, Q.ai yn gwneud buddsoddi yn hwyl.

Lawrlwythwch Q.ai heddiw ar gyfer mynediad at strategaethau buddsoddi wedi'u pweru gan AI.