💬 Квантовые и облачные вычисления: ключевые отличия?

Квантовые и облачные вычисления: ключевые отличия?

Что такое квантовые вычисления?

Квантовые вычисления — это развитие квантовой механики, дисциплины, которая охватывает математическое описание свойств природы на уровне атомов и субатомных частиц, таких как электроны или фотоны. 

Квантовые вычисления используют субатомные частицы, чтобы превратить компьютеры в надежные машины, которые могут вычислять и обрабатывать данные с головокружительной скоростью. Они достигают экстремальной скорости благодаря кубитам (квантовым битам) и их способности существовать одновременно в единичном и нулевом состояниях или любой линейной комбинации этих двух состояний. Напротив, обычные компьютеры’ бинарные системы существуют только с одним («включено» или «истинно») или с нулевым («выключено» или «ложно») состоянием. Кубиты позволяют этим частицам существовать в нескольких состояниях одновременно.

Другими словами, такая способность жить одновременно и в единичном, и в нулевом состояниях позволяет квантовым компьютерам обрабатывать огромные объемы данных одновременно. Это невозможно в двоичных компьютерных системах, которые могут обрабатывать только одну часть информации за раз.

Квантовые вычисления появились еще в 1980-х годах, когда физики Ричард Фейнман и Юрий Манин обнаружили, что квантовая теория и алгоритмы могут применяться для вычислений с более эффективными результатами, чем их классические аналоги.

Прикладные квантовые вычисления все еще находятся в зачаточном состоянии, но они повлияют на многие отрасли, особенно помогая крупным организациям быстрее и эффективнее обрабатывать огромные объемы данных.

Благодаря своей способности решать очень сложные задачи, такие как сверхбыстрая обработка огромных объемов данных или создание более совершенных моделей прогнозирования в различных областях, квантовые компьютеры могут взломать существующие протоколы шифрования, представляя угрозу для технологии блокчейн и криптовалют. 

Что такое облачные вычисления?

Облачные вычисления — или “облако” – представляет собой программное обеспечение на основе приложений, которое распространяет вычислительные услуги по Интернету, используя сторонние серверы, хранилища, базы данных, сети, программное обеспечение, аналитику и аналитику для хранения и обработки данных. 

До появления облачных вычислений предприятиям приходилось покупать и обслуживать собственные серверы, на которых было бы достаточно места для предотвращения простоев и простоев, а также для управления пиковым объемом трафика. Тем не менее, много места на сервере часто оставалось неиспользованным, что приводило к трате денег и ресурсов. Экосистема облачных вычислений позволяет организациям использовать более эффективное и экономичное решение, не требуя дорогостоящего оборудования, частных центров обработки данных или установки программного обеспечения, уделяя особое внимание инновациям, динамичным ресурсам и экономии за счет масштаба.

Облачные вычисления были изобретены в 1960-х годах, но стали преобладать в 2020-х, когда для решения задач организаций требовалась более производительная вычислительная система. удаленная работа, появившаяся во время пандемии. 

Благодаря облачным вычислениям многие предприятия могут мгновенно обмениваться услугами в любое время, помимо удаленного управления, доступа и хранения данных и приложений. Используя облако, они получают масштабируемое хранилище для файлов, приложений и различных типов информации, экономя время и деньги. 

Как работают квантовые вычисления?

В то время как классический процессор использует биты для обработки операций и выполнения различных программ, квантовый компьютер использует кубиты для запуска многомерных квантовых алгоритмов.

Квантовые компьютеры используют множество многомерных алгоритмов для выполнения измерений и наблюдений с помощью кубитов, которые могут одновременно представлять 0 и 1. Вычислительная мощность таких многомерных пространств возрастает экспоненциально пропорционально количеству добавляемых кубитов.

Квантовые компьютеры меньше и требуют меньше энергии, чем суперкомпьютеры, компьютеры с более высоким уровнем производительности по сравнению с компьютерами общего назначения. Квантовый процессор по размеру похож на процессор ноутбука, а квантовая аппаратная система состоит в основном из систем охлаждения. 

Квантовые компьютеры — это чувствительные инструменты с высоким уровнем ошибок, которые можно предотвратить, поддерживая аппаратные средства при очень низкой температуре, примерно на одну сотую градуса выше абсолютного нуля. Такие системы охлаждения определяются как сверхжидкости, которые должны дополнительно охлаждать процессоры для создания сверхпроводников. 

Здесь электроны могут двигаться без сопротивления, быстрее и эффективнее генерируя квантовую информацию и создавая сложные многомерные пространства, пропорциональные количеству добавленных кубитов.

Преимущества:

Недостатки:

Как работают облачные вычисления?

Облачные вычисления размещаются в специализированных компаниях, которые обслуживают крупные центры обработки данных, чтобы обеспечить необходимую безопасность, емкость хранилища и вычислительную мощность для поддержки онлайн-инфраструктуры. 

Облачные сервисы доступны через подключение к Интернету и вычислительные устройства, такие как смартфоны, ноутбуки или настольные компьютеры. Пользователи выбирают хостинговую компанию для облачных вычислений и платят за право использовать их услуги. Такие услуги включают в себя инфраструктуру, необходимую для облегчения связи между устройствами и программами, например загрузку файла на ноутбук пользователя, который будет мгновенно синхронизирован с той же папкой с файлами пользователя на iPhone.

Облачные вычисления имеют интерфейс, который позволяет пользователям получать доступ к своим сохраненным данным с помощью интернет-браузера, и серверную часть, состоящую из серверов, компьютеров, баз данных и центральных серверов.

Центральные серверы используют определенные протоколы’ правила для облегчения операций и обеспечения бесперебойной связи между устройствами, подключенными к облаку. 

Некоторые из доступных облачных хостинговых компаний являются ведущими технологическими лидерами, такими как Amazon Web Services, Microsoft Azure, Apple iCloud и Google Drive.

Преимущества:

Недостатки:

Квантовые или облачные вычисления: что лучше?

Оба решения имеют свои преимущества и недостатки, и между квантовыми и облачными вычислениями нет победителя. В конце концов, они будут полностью интегрированы, чтобы предоставлять привлекательные и безопасные решения для всех видов бизнеса и частных лиц.

Прежде чем сделать выбор между квантовыми и облачными вычислениями, предприятия должны учитывать несколько факторов, таких как стоимость, доступность и конкретные требования.

Заменят ли квантовые вычисления облачные вычисления?

Появляется новая тенденция, когда облачные квантовые вычисления сочетают в себе обе технологии и их преимущества и обеспечивают прямой доступ к квантовым компьютерам через Интернет с использованием облака.

Хотя квантовые вычисления не заменят облако в ближайшее время, крупные технологические компании работают над интеграцией двух решений, чтобы получить максимальную отдачу от обоих миров. Такая интеграция может облегчить удаленный доступ к квантовым компьютерам с использованием облака и стать доступной для более широкого круга пользователей. 

Облачные квантовые компьютеры могут ускорить темпы технологических инноваций, оптимизируя работу исследователей и разработчиков, которые могут получить доступ к квантовому оборудованию и вычислительным ресурсам через облако, что приведет к более быстрым прорывам и открытиям.

Компании и частные лица должны преодолеть множество проблем, прежде чем будут готовы к интеграции квантовых и облачных вычислений. Например, сложность доступа к квантовым компьютерам и опыт, необходимый для работы с ними, затрудняют использование квантовых решений в облаке для обычного человека. Еще одной проблемой является безопасность, поскольку конфиденциальные квантовые алгоритмы должны быть защищены от несанкционированного доступа или несанкционированного доступа, что более распространено в облаке.