💬 Обеспечение доступности квантовых вычислений за счет децентрализации | Мнение

Обеспечение доступности квантовых вычислений за счет децентрализации | Мнение

Раскрытие информации: Высказанные здесь взгляды и мнения принадлежат исключительно автору и не отражают взгляды и мнения редакции crypto.news.

Следующий мегацикл в вычислениях — квантовый. Квантовые вычисления преобразуют отрасли от искусственного интеллекта, фармацевтики и автомобилестроения до аэрокосмической, финансовой, телекоммуникационной и исследовательской, но необходимая инфраструктура, такая как массивные системы охлаждения, специализированные объекты и дорогостоящее оборудование, заставляет их работать с ограничениями и делает их в значительной степени недоступными для всех, кроме избранных. Зависимость квантовых вычислений от этих эксклюзивных установок ограничивает их преимущества ограниченным числом учреждений, ограничивая их потенциал для решения современных реальных проблем в масштабе.

Однако появляется альтернативный подход, который значительно расширяет преимущества квантовых вычислений: децентрализованные квантовые вычисления. Распределяя вычислительные задачи по децентрализованным сетям, квантовые вычисления могут стать доступными для более широкого круга отраслей без дорогостоящей настройки, требуемой традиционными моделями.

Проблема доступности квантовых вычислений

Квантовые вычисления уже добиваются успехов в решении сложных проблем и предлагают преимущества в таких критически важных областях, как ускорение разработки лекарств и перепрофилирование существующих лекарств, повышение криптографической безопасности и ускорение машинного обучения в ИИ. Однако, хотя их возможности неоспоримы, доступ к ним остается серьезным препятствием для большинства тех, кто хочет применять такую ​​передовую технологию.

В основе этой проблемы лежит само квантовое оборудование. Квантовые компьютеры используют кубиты, которые являются квантовым эквивалентом традиционных компьютерных битов. Однако кубиты крайне нестабильны и легко поддаются влиянию факторов окружающей среды, таких как колебания температуры, электромагнитные помехи и вибрации. Для поддержания стабильности этих квантовых состояний обычно требуются системы охлаждения, которые доводят температуру до уровня, близкого к абсолютному нулю, что намного ниже того, что могут обеспечить типичные центры обработки данных. Это означает, что только несколько учреждений, обладающих ресурсами для создания и поддержания этих специализированных сред, могут использовать квантовые вычисления в масштабе.

Результатом является парадокс: квантовые вычисления рассматриваются как преобразующая технология, но их реализация находится на пределе и доступна лишь горстке игроков. Это узкое место ограничивает влияние квантовых вычислений, сдерживая секторы, которым требуется передовая вычислительная мощность для решения некоторых из самых сложных задач современности, от моделирования климата до прорывных медицинских исследований. Тем не менее, поскольку спрос на квантовые решения растет, а рынок, по прогнозам, расширится с 1,3 млрд долларов в 2024 году до 5,3 млрд долларов к 2029 году, становится ясно, что отраслям срочно нужен более доступный путь к использованию этой технологии.

Децентрализация как квантовая альтернатива

Децентрализованная модель квантовых вычислений обходит многие из этих проблем. Вместо того чтобы полагаться на централизованные аппаратно-интенсивные установки, она распределяет вычислительные задачи по глобальной сети узлов. Этот подход использует существующие ресурсы — стандартные графические процессоры, ноутбуки и серверы — без необходимости в экстремальном охлаждении или сложных объектах, требуемых традиционным квантовым оборудованием. Вместо этого эта децентрализованная сеть формирует коллективный вычислительный ресурс, способный решать реальные проблемы в масштабе с использованием квантовых методов.

Этот децентрализованный подход Quantum-as-a-Service эмулирует поведение квантовых систем без строгих требований к оборудованию. Децентрализуя вычислительную нагрузку, эти сети достигают сопоставимого уровня эффективности и скорости с традиционными квантовыми системами — без тех же логистических и финансовых ограничений.

Почему важны децентрализованные квантовые сети

Децентрализованные квантовые вычисления предлагают ряд преимуществ, наиболее заметными из которых являются доступность, масштабируемость и энергоэффективность.

1. Расширение доступа к передовым вычислениям. Децентрализованная сеть открывает двери для предприятий, ученых, исследователей и разработчиков, которые в противном случае могли бы не иметь доступа к вычислительной мощности квантового уровня. Это критический сдвиг, поскольку небольшие компании и независимые разработчики, как правило, исключены из квантовых вычислений только из-за стоимости. Децентрализация демократизирует доступ, позволяя отраслям, которые когда-то были исключены из квантовых вычислений, получить их преимущества без дорогостоящей инфраструктуры.

2. Масштабируемость в различных вариантах использования. Децентрализованные квантовые сети могут отвечать различным вычислительным потребностям. Эта гибкость позволяет компаниям эффективно масштабировать свои операции, обрабатывая сложные задачи, с которыми не справляются традиционные методы вычислений. Например, автомобильная промышленность сталкивается с растущим спросом на передовое моделирование в таких областях, как автономное вождение, испытания материалов и аэродинамическое проектирование — приложения, требующие огромной вычислительной мощности. Прогнозируется, что квантовые вычисления удовлетворят эти потребности, при этом автомобильная промышленность ожидает значительного влияния к 2025 году и потенциального экономического вклада от 2 до 3 миллиардов долларов к 2030 году. Децентрализованные сети позволяют удовлетворять эти отраслевые потребности без обычных затрат на квантовую инфраструктуру.

3. Энергоэффективность и экономичные вычисления. Энергопотребление квантовых вычислений трудно не заметить. С огромными энергетическими потребностями для поддержания охлаждения и стабильности квантовые вычисления могут быть как дорогостоящими, так и экологически обременительными. Напротив, децентрализованные квантовые вычисления используют существующее оборудование, избегая высокого энергопотребления обычных квантовых установок. Это не только снижает затраты, но и предлагает энергоэффективное решение, соответствующее более широким экологическим целям. Поскольку отрасли все чаще принимают децентрализованные подходы для устойчивого масштабирования своих вычислительных мощностей, эти сети могут генерировать существенную экономическую ценность — до 850 миллиардов долларов к 2040 году — предоставляя эффективные, доступные решения для всех секторов.

Проблемы и соображения

Хотя потенциальные преимущества децентрализованных квантовых сетей значительны, они не лишены препятствий. Одной из основных проблем является безопасность. Децентрализованные сети по своей природе распределяют вычислительные задачи по многочисленным узлам, создавая проблемы безопасности и целостности данных. Достижения в области шифрования и защищенные протоколы имеют важное значение для снижения этих рисков, особенно для отраслей, работающих с конфиденциальной информацией.

Децентрализованные квантовые вычисления представляют собой преобразующий сдвиг в подходе к решению сложных задач. Используя доступную инфраструктуру и распределяя задачи по глобальной сети, мощные вычисления становятся доступными для многих, кто ранее был исключен. Вместо того чтобы оставаться эксклюзивным инструментом для элитных учреждений, передовые вычисления могут стать доступным ресурсом для предприятий, ученых, исследователей и отраслей по всему миру.

По мере того, как мы все дальше продвигаемся в цифровую эпоху и растут требования больших данных и сложных симуляций, децентрализованные квантовые вычисления предоставляют прагматичную, энергоэффективную альтернативу традиционным квантовым установкам. Мы находимся на пороге нового мегацикла, где квантовые вычисления будут не редким, а широкодоступным ресурсом, прокладывая путь для более широких инноваций и демократизации вычислительных прорывов.

Даниэла Херрманн — соучредитель Dynex, ведущей технологии «квант как услуга», которая решает реальные проблемы в масштабе. Она также является руководителем миссии Dynex Moonshots, которая выступает в качестве этического управляющего экосистемы Dynex и инвестирует в компании, исследовательские программы и грантовые инициативы с миссией ускорения новаторских решений для улучшения мира и за его пределами. Даниэла также является президентом и основателем Topan Ecosystem (2011), включая Topan и Mapufin, группу инновационных компаний в сфере бизнеса, финансов и управления инвестициями, сосредоточенных на разработке технологий Triple-E. Она имеет степень бакалавра экономики Университета Санкт-Галлена и степень магистра делового администрирования Университета Цюриха. Она занимала руководящую должность в ведущей европейской компании по управлению активами в области социально ответственного инвестирования (SRI). Даниэла стала финалисткой конкурса «Предприимчивая женщина года» в 2014 году и номинанткой на премию «Женщина в сфере технологий» 2020 года.