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Was in den nächsten zwei Jahren vom Quantencomputing zu erwarten ist
Es gibt viele Dinge, die wir noch nicht über 2022 und 2023 wissen, aber eines ist sicher: Das Quanten-Ökosystem wird im Jahr 2023 ganz anders aussehen als heute. Dies wird zum großen Teil das Ergebnis von Quantencomputern mit mehr Qubits und weniger Rauschen sein.
Die Anzahl der Qubits ist nicht die einzige Möglichkeit, die Leistung von Quantencomputern zu messen - andere Faktoren wie Kohärenz, Treue und Konnektivität sind ebenso wichtig -, aber sie bieten einen guten Anhaltspunkt für die Leistung von Quantencomputern.
Heute haben die größten Quantencomputer Dutzende von Qubits. IBM plant jedoch, bis 2023 einen 1.121-Qubit-Computer zu liefern, und auch andere Unternehmen haben ähnliche Pläne. Dies wird die Geschäftswelt erheblich verändern. Hier sehen Sie, wie die Quantenwelt mit 1.000 Qubits aussehen könnte.
Klassische Maschinen werden nicht in der Lage sein, 1.000-Qubit-Computer zu simulieren.
Bislang haben Quantencomputer gegenüber klassischen Computern nur begrenzte Vorteile bei der Berechnung von Daten. Quantencomputer haben immer noch eine geringe Anzahl von Qubits, und klassische Computer sind ausreichend groß. Daher kann jeder Algorithmus, der auf einem 50-Qubit-Quantencomputer läuft, auch auf leistungsstarken klassischen Computern simuliert werden.
Aber selbst bei 100 Qubits und dem erwarteten Kohärenzniveau wird es für klassische Computer unmöglich sein, Quantencomputer zu simulieren. Mit der Einführung von High-Fidelity-Computern mit 1.000 Qubits würde sich die Kluft vergrößern, und es wird erwartet, dass ein echter Quantenvorteil für Anwendungen im industriellen Maßstab entsteht.
Der Bedarf an Quanten-Debugging wird zur Einführung neuer Werkzeuge führen.
Wenn 1.000-Qubit-Computer nicht mehr simuliert werden können, wie kann man dann Algorithmen, die auf ihnen laufen, debuggen? Unternehmen, die mit Quantencomputern arbeiten, werden sich mit dieser Frage auseinandersetzen müssen.
Die Antwort liegt höchstwahrscheinlich in der Einführung neuer Methoden, die eine stückweise Simulation, die Simulation kleinerer Versionen, die Erkundung von Schaltkreisen und andere neuartige Methoden ermöglichen. Dennoch ist eine vollständige Verifizierung der Quantenhardware oder des darauf laufenden Algorithmus unwahrscheinlich.
Dies mag zunächst entmutigend wirken, aber wenn man erst einmal Vertrauen in Quantencomputer gewonnen hat, sollte dies kein Problem mehr darstellen. Es entspricht nämlich genau der Situation bei klassischen Hochleistungscomputern und -algorithmen, die ebenfalls nicht mit mathematischer Strenge verifiziert werden können, denen aber in der Praxis routinemäßig vertraut wird.
Der Schwerpunkt der Quanteninformatik wird sich von der akademischen und industriellen Forschung zur industriellen IT verlagern.
Der größte Teil der Quantenforschung wurde bisher in akademischen und industriellen Forschungseinrichtungen durchgeführt. Das liegt daran, dass sich die Industrie noch in einem frühen Stadium befindet. Außerdem können die derzeitigen Quantencomputer noch keine besseren Ergebnisse liefern als klassische Computer. Doch mit zunehmender Anzahl von Qubits wird der geschäftliche Nutzen von Quantencomputern immer greifbarer, und der Einsatz in Unternehmen wird sich beschleunigen.
Heute kann ein klassischer Computer die Struktur eines Wassermoleküls simulieren, aber nur größere Quantencomputer werden komplexere Moleküle genau simulieren können. Chemieexperten erforschen, wie man Quanten nutzen kann, um neue energieeffiziente Prozesse zu entwickeln und bessere Batterien herzustellen. Logistikexperten erforschen die Optimierung von Routen, um Energie zu sparen oder die Effizienz zu steigern. Finanzunternehmen nutzen Quantencomputer, um Portfolios zu optimieren und Risiken zu verringern.
1.000-Qubit-Computer werden es zahlreichen Unternehmen ermöglichen, schwierige Geschäftsprobleme zu lösen, die mit klassischen Computern nicht gelöst werden können, was weitere Unternehmen dazu veranlassen wird, das Quantencomputing zu übernehmen und sich auf den Zeitpunkt vorzubereiten, an dem es zur Produktionstechnologie wird.
Die Nachfrage nach Quantum-Talenten und besseren Software-Plattformen wird in die Höhe schnellen.
Firmenkunden mit größeren Quantenbestrebungen werden ihre Quantenteams ausbauen müssen, während kleinere Unternehmen mit der Arbeit mit Quantencomputern beginnen werden. Die Nachfrage nach Quanten-Talenten wird deutlich steigen.
Harvard, das MIT und viele andere Universitäten bieten bereits Lehrpläne für Quanteninformation an, und es werden weitere Programme an Hochschulen, Universitäten und Ausbildungszentren von Unternehmen entstehen. Jüngste Untersuchungen meines Unternehmens zeigen, dass Fachleute nach einer Quantenausbildung lechzen. Können wir genügend Ingenieure ausbilden, um mit der wachsenden Nachfrage nach Talenten Schritt zu halten?
Das Aufkommen von Software-Plattformen, die Quantencomputer für Menschen zugänglicher machen, die zwar programmieren können, aber - zumindest noch - keine Experten für Quantencomputer sind, wird helfen. Wie gewöhnliche Plattformen für maschinelles Lernen schirmen sie die Nutzer von der Komplexität unter der Haube ab. Diese Quanten-Design-Plattformen könnten helfen.
- Entwurf anspruchsvoller Quantenschaltungen, die die Vorteile größerer Hardware nutzen.
- Erlauben Sie Menschen, die keine promovierten Quantenwissenschaftler sind, wichtige Beiträge zur Quantenforschung zu leisten.
- Helfen Sie Ihrem Unternehmen, schneller einen Mehrwert zu erzielen.
Quantum Servicebüros werden entstehen.
Unternehmen verkaufen bereits Quantencomputerkapazitäten. So kann man beispielsweise einen Quantenauftrag an Amazon Braket übermitteln und erhält wenige Minuten später Ergebnisse.
Aber sobald Quantencomputer anspruchsvolle Algorithmen besser ausführen können als klassische Computer, sollten wir neue Produkte mit "Quantenalgorithmen als Dienstleistung" sehen. Beispielsweise kann man über eine API einen Aktienkorb zur Optimierung übermitteln oder die gewünschten Haltestellen einer Lieferroute, und der Dienst wird eine optimierte Antwort vom Quantencomputer zurückgeben.
Einige Unternehmen werden Quantum vor Ort einsetzen.
Die meisten Quantencomputer befinden sich heute in der Cloud, weil Quantencomputer mit erheblichen Investitionen verbunden sind, die Hardware in einigen Monaten veraltet sein könnte und die meisten Quantenarbeiten Forschungsarbeiten sind. Wenn die Quantenphysik jedoch in die Produktion übergeht, werden sich Unternehmen möglicherweise für eigene Quantencomputer entscheiden, um ihr geistiges Eigentum zu schützen, vorrangigen Zugang zu gewährleisten und ihre Reaktionszeit zu garantieren.
Darüber hinaus werden sich immer mehr Länder einheimische Quantencomputing-Leistung sichern, um ihre Abhängigkeit zu begrenzen und das Risiko von Exportbeschränkungen durch die Quantencomputer-Supermächte zu vermindern.
Die Unternehmen werden weniger ihrer Quantenergebnisse in akademischen Arbeiten veröffentlichen.
Viele wissenschaftliche Arbeiten werden heute von Organisationen wie Wall Street-Firmen veröffentlicht. Das wird wahrscheinlich nicht mehr lange so bleiben. Da die Quantenphysik zunehmend strategische Bedeutung erlangt, werden die Unternehmen ihre Quanteninnovationen wahrscheinlich für sich behalten.
Es wird ein gesundes und vielfältiges Unternehmensökosystem entstehen.
Mit der Einführung von Quanten-Lehrplänen an Universitäten, der Bereitstellung von Budgets für Quantenforschung durch Regierungen, dem Aufbau von Quanten-Agenden durch multinationale Unternehmen und der Suche nach Investitionsmöglichkeiten durch Risikokapitalgeber wird das Quanten-Ökosystem in einem Tempo wachsen, das mit der Explosion von künstlicher Intelligenz und alternativen Energien vergleichbar ist.
Quantencomputerkonzepte sind seit Jahrzehnten in der Entwicklung, aber wir sehen jetzt eine beschleunigte Entwicklung hin zu echtem Geschäftswert. Es ist an der Zeit, mehr darüber zu erfahren, was im Jahr 2023 und darüber hinaus möglich sein wird, und dieses Wissen zum Nutzen Ihres Unternehmens einzusetzen.
Dieser Artikel erschien ursprünglich im Forbes Tech Council
Es gibt viele Dinge, die wir noch nicht über 2022 und 2023 wissen, aber eines ist sicher: Das Quanten-Ökosystem wird im Jahr 2023 ganz anders aussehen als heute. Dies wird zum großen Teil das Ergebnis von Quantencomputern mit mehr Qubits und weniger Rauschen sein.
Die Anzahl der Qubits ist nicht die einzige Möglichkeit, die Leistung von Quantencomputern zu messen - andere Faktoren wie Kohärenz, Treue und Konnektivität sind ebenso wichtig -, aber sie bieten einen guten Anhaltspunkt für die Leistung von Quantencomputern.
Heute haben die größten Quantencomputer Dutzende von Qubits. IBM plant jedoch, bis 2023 einen 1.121-Qubit-Computer zu liefern, und auch andere Unternehmen haben ähnliche Pläne. Dies wird die Geschäftswelt erheblich verändern. Hier sehen Sie, wie die Quantenwelt mit 1.000 Qubits aussehen könnte.
Klassische Maschinen werden nicht in der Lage sein, 1.000-Qubit-Computer zu simulieren.
Bislang haben Quantencomputer gegenüber klassischen Computern nur begrenzte Vorteile bei der Berechnung von Daten. Quantencomputer haben immer noch eine geringe Anzahl von Qubits, und klassische Computer sind ausreichend groß. Daher kann jeder Algorithmus, der auf einem 50-Qubit-Quantencomputer läuft, auch auf leistungsstarken klassischen Computern simuliert werden.
Aber selbst bei 100 Qubits und dem erwarteten Kohärenzniveau wird es für klassische Computer unmöglich sein, Quantencomputer zu simulieren. Mit der Einführung von High-Fidelity-Computern mit 1.000 Qubits würde sich die Kluft vergrößern, und es wird erwartet, dass ein echter Quantenvorteil für Anwendungen im industriellen Maßstab entsteht.
Der Bedarf an Quanten-Debugging wird zur Einführung neuer Werkzeuge führen.
Wenn 1.000-Qubit-Computer nicht mehr simuliert werden können, wie kann man dann Algorithmen, die auf ihnen laufen, debuggen? Unternehmen, die mit Quantencomputern arbeiten, werden sich mit dieser Frage auseinandersetzen müssen.
Die Antwort liegt höchstwahrscheinlich in der Einführung neuer Methoden, die eine stückweise Simulation, die Simulation kleinerer Versionen, die Erkundung von Schaltkreisen und andere neuartige Methoden ermöglichen. Dennoch ist eine vollständige Verifizierung der Quantenhardware oder des darauf laufenden Algorithmus unwahrscheinlich.
Dies mag zunächst entmutigend wirken, aber wenn man erst einmal Vertrauen in Quantencomputer gewonnen hat, sollte dies kein Problem mehr darstellen. Es entspricht nämlich genau der Situation bei klassischen Hochleistungscomputern und -algorithmen, die ebenfalls nicht mit mathematischer Strenge verifiziert werden können, denen aber in der Praxis routinemäßig vertraut wird.
Der Schwerpunkt der Quanteninformatik wird sich von der akademischen und industriellen Forschung zur industriellen IT verlagern.
Der größte Teil der Quantenforschung wurde bisher in akademischen und industriellen Forschungseinrichtungen durchgeführt. Das liegt daran, dass sich die Industrie noch in einem frühen Stadium befindet. Außerdem können die derzeitigen Quantencomputer noch keine besseren Ergebnisse liefern als klassische Computer. Doch mit zunehmender Anzahl von Qubits wird der geschäftliche Nutzen von Quantencomputern immer greifbarer, und der Einsatz in Unternehmen wird sich beschleunigen.
Heute kann ein klassischer Computer die Struktur eines Wassermoleküls simulieren, aber nur größere Quantencomputer werden komplexere Moleküle genau simulieren können. Chemieexperten erforschen, wie man Quanten nutzen kann, um neue energieeffiziente Prozesse zu entwickeln und bessere Batterien herzustellen. Logistikexperten erforschen die Optimierung von Routen, um Energie zu sparen oder die Effizienz zu steigern. Finanzunternehmen nutzen Quantencomputer, um Portfolios zu optimieren und Risiken zu verringern.
1.000-Qubit-Computer werden es zahlreichen Unternehmen ermöglichen, schwierige Geschäftsprobleme zu lösen, die mit klassischen Computern nicht gelöst werden können, was weitere Unternehmen dazu veranlassen wird, das Quantencomputing zu übernehmen und sich auf den Zeitpunkt vorzubereiten, an dem es zur Produktionstechnologie wird.
Die Nachfrage nach Quantum-Talenten und besseren Software-Plattformen wird in die Höhe schnellen.
Firmenkunden mit größeren Quantenbestrebungen werden ihre Quantenteams ausbauen müssen, während kleinere Unternehmen mit der Arbeit mit Quantencomputern beginnen werden. Die Nachfrage nach Quanten-Talenten wird deutlich steigen.
Harvard, das MIT und viele andere Universitäten bieten bereits Lehrpläne für Quanteninformation an, und es werden weitere Programme an Hochschulen, Universitäten und Ausbildungszentren von Unternehmen entstehen. Jüngste Untersuchungen meines Unternehmens zeigen, dass Fachleute nach einer Quantenausbildung lechzen. Können wir genügend Ingenieure ausbilden, um mit der wachsenden Nachfrage nach Talenten Schritt zu halten?
Das Aufkommen von Software-Plattformen, die Quantencomputer für Menschen zugänglicher machen, die zwar programmieren können, aber - zumindest noch - keine Experten für Quantencomputer sind, wird helfen. Wie gewöhnliche Plattformen für maschinelles Lernen schirmen sie die Nutzer von der Komplexität unter der Haube ab. Diese Quanten-Design-Plattformen könnten helfen.
- Entwurf anspruchsvoller Quantenschaltungen, die die Vorteile größerer Hardware nutzen.
- Erlauben Sie Menschen, die keine promovierten Quantenwissenschaftler sind, wichtige Beiträge zur Quantenforschung zu leisten.
- Helfen Sie Ihrem Unternehmen, schneller einen Mehrwert zu erzielen.
Quantum Servicebüros werden entstehen.
Unternehmen verkaufen bereits Quantencomputerkapazitäten. So kann man beispielsweise einen Quantenauftrag an Amazon Braket übermitteln und erhält wenige Minuten später Ergebnisse.
Aber sobald Quantencomputer anspruchsvolle Algorithmen besser ausführen können als klassische Computer, sollten wir neue Produkte mit "Quantenalgorithmen als Dienstleistung" sehen. Beispielsweise kann man über eine API einen Aktienkorb zur Optimierung übermitteln oder die gewünschten Haltestellen einer Lieferroute, und der Dienst wird eine optimierte Antwort vom Quantencomputer zurückgeben.
Einige Unternehmen werden Quantum vor Ort einsetzen.
Die meisten Quantencomputer befinden sich heute in der Cloud, weil Quantencomputer mit erheblichen Investitionen verbunden sind, die Hardware in einigen Monaten veraltet sein könnte und die meisten Quantenarbeiten Forschungsarbeiten sind. Wenn die Quantenphysik jedoch in die Produktion übergeht, werden sich Unternehmen möglicherweise für eigene Quantencomputer entscheiden, um ihr geistiges Eigentum zu schützen, vorrangigen Zugang zu gewährleisten und ihre Reaktionszeit zu garantieren.
Darüber hinaus werden sich immer mehr Länder einheimische Quantencomputing-Leistung sichern, um ihre Abhängigkeit zu begrenzen und das Risiko von Exportbeschränkungen durch die Quantencomputer-Supermächte zu vermindern.
Die Unternehmen werden weniger ihrer Quantenergebnisse in akademischen Arbeiten veröffentlichen.
Viele wissenschaftliche Arbeiten werden heute von Organisationen wie Wall Street-Firmen veröffentlicht. Das wird wahrscheinlich nicht mehr lange so bleiben. Da die Quantenphysik zunehmend strategische Bedeutung erlangt, werden die Unternehmen ihre Quanteninnovationen wahrscheinlich für sich behalten.
Es wird ein gesundes und vielfältiges Unternehmensökosystem entstehen.
Mit der Einführung von Quanten-Lehrplänen an Universitäten, der Bereitstellung von Budgets für Quantenforschung durch Regierungen, dem Aufbau von Quanten-Agenden durch multinationale Unternehmen und der Suche nach Investitionsmöglichkeiten durch Risikokapitalgeber wird das Quanten-Ökosystem in einem Tempo wachsen, das mit der Explosion von künstlicher Intelligenz und alternativen Energien vergleichbar ist.
Quantencomputerkonzepte sind seit Jahrzehnten in der Entwicklung, aber wir sehen jetzt eine beschleunigte Entwicklung hin zu echtem Geschäftswert. Es ist an der Zeit, mehr darüber zu erfahren, was im Jahr 2023 und darüber hinaus möglich sein wird, und dieses Wissen zum Nutzen Ihres Unternehmens einzusetzen.
Dieser Artikel erschien ursprünglich im Forbes Tech Council
Über "Der Podcast des Qubit-Typen"
Der Podcast wird von The Qubit Guy (Yuval Boger, unser Chief Marketing Officer) moderiert. In ihm diskutieren Vordenker der Quanteninformatik über geschäftliche und technische Fragen, die das Ökosystem der Quanteninformatik betreffen. Unsere Gäste geben interessante Einblicke in Quantencomputer-Software und -Algorithmen, Quantencomputer-Hardware, Schlüsselanwendungen für Quantencomputer, Marktstudien der Quantenindustrie und vieles mehr.
Wenn Sie einen Gast für den Podcast vorschlagen möchten, kontaktieren Sie uns bitte .
