Bytesize — это наш 5-минутный сборник истории разработчиков, предположений или других интересных знаний, которыми вы можете наслаждаться во время перерыва в работе или учебе.
Когда вы собирались стать разработчиком, вы, вероятно, мечтали работать над беспилотными автомобилями, искусственным интеллектом, приложениями, изменяющими мир, или любым количеством других удивительных продуктов. Тем не менее, прежде чем вы сможете это сделать, вам нужно много научиться и поработать начинающим разработчиком. Это может истощить вас и заставить вас упустить из виду то, что в первую очередь вдохновляло вас на то, чтобы стать разработчиком.
Когда по колено в жесткой концепции или функции продукта, которая сопротивляется, Bytesize здесь каждую неделю, чтобы дать вам 5 минут, чтобы избавиться от этого и дать волю вашему воображению.
Что такое квантовые вычисления?
Квантовые вычисления — это новый тип компьютерной структуры, использующий квантовые кубиты вместо традиционного двоичного бита, который есть в современных транзисторах. Кубиты уникальны, потому что они могут быть установлены 0или 1подвешены в квантовой суперпозиции между 0и 1. Кубит обязательно находится на полпути, но неизвестно, чистая ли частица или нет.
Состояние суперпозиции позволяет кубитам иметь 3 возможных параметра вместо традиционных 0или 1. Это изменяет основную структуру программ с серии «да» или «нет» на ту, которая предлагает вариант «я не знаю». Таким образом, кубиты позволяют компьютерам решать определенные задачи с поразительно высокой скоростью по сравнению с традиционными компьютерами, особенно при анализе больших наборов данных или выполнении сложных математических операций.
Хотя квантовый компьютер отлично справляется с некоторыми задачами, это не строгое обновление по сравнению со стандартным оборудованием. Фактически, исследователи обнаружили, что квантовые компьютеры так же быстро или медленнее выполняют многие повседневные задачи, которые мы считаем базовыми. Учитывая высокую стоимость создания этих машин и энергию, необходимую для удержания кубита в его суперпозиции, маловероятно, что мы скоро будем ходить с Quantum iPhone или ноутбуками для использования в каждой задаче.
Вместо этого отношения между современными компьютерами и квантовыми компьютерами, вероятно, будут похожи на отношения между GPU и CPU; каждый из них отлично справляется с конкретными задачами, и современные машины используют их, когда возникает их идеальный вариант использования.
Двумя текущими идеями для повседневного использования квантовых вычислений являются:
- Блок квантовой обработки (QPU): Подобно процессору, QPU представляет собой модульное оборудование, которое вы можете установить на настольный или портативный компьютер. Затем операционная система перекладывает большие объемные аналитические задачи на QPU, гарантируя, что он всегда будет использоваться по назначению. Эта идея остается мечтой до тех пор, пока ученые не смогут открыть сверхпроводник, достаточно эффективный, чтобы поддерживать достаточную энергию для того, чтобы кубит находился в суперпозиции всякий раз, когда это необходимо.
- Квантовые облачные системы: централизованный удаленный квантовый компьютер, который другие компьютеры могут использовать через облако. Теоретически система будет работать как существующие облачные системы хранения, где компьютер принадлежит третьей стороне, а пользователи платят в зависимости от суммы, которую они используют. Системы квантового облака кажутся более подходящим решением для текущего состояния технологии и могут начать использовать уже в ближайшие 5 лет.
Какие области больше всего повлияют на квантовые вычисления?
Итак, квантовые вычисления не за горами, но как они повлияют на программистов, когда станут реальностью?
Кибербезопасность
Для обеспечения эффективности кибербезопасности необходимо будет серьезно переработать. Многие современные системы шифрования используют шифрование RSA, которое полагается на то, что современные компьютеры не могут найти все простые числа в 500-значном числе.
В то время как нынешним компьютерным системам потребуется несколько лет для взлома подобных шифров, квантовые компьютеры могут сделать это менее чем за час. Это означает, что сообществу специалистов по кибербезопасности необходимо будет разработать новый алгоритм шифрования, который невозможно взломать как текущими, так и квантовыми компьютерами.
С другой стороны, квантовые компьютеры позволяют использовать новые криптографические инструменты, такие как квантовая криптография. Эта теоретическая система хранит ключ шифрования в квантовой частице, которая входит в квантовое состояние и недоступна в течение 30-60 лет, когда она возвращается в нормальное состояние. Любая попытка увидеть ключ изменит его состояние из-за свойства коллапса волновой функции, которое гласит, что квантовые частицы в суперпозиции должны изменять состояние при наблюдении.
Короче говоря, в то время как эксперты по кибербезопасности потеряют знакомый инструмент, они получат новую мощную форму криптографии, которая теоретически недоступна.
Машинное обучение и ИИ
Другое самое большое изменение коснется анализа больших данных. Машинное обучение используется во множестве областей — от финансового прогнозирования до робототехники и прогнозирования погоды. В каждом из этих полей используются алгоритмы машинного обучения для анализа данных по мере их доступности и прогнозов, максимально приближенных к реальному времени.
Однако текущее оборудование ограничивает эти технологии. Современные компьютеры относительно медленно анализируют большие наборы смешанных данных. Таким образом, существует минимальный уровень доступности обновлений для этих систем.
Квантовые вычисления превосходно справляются с обработкой больших объемов данных с поразительной эффективностью, а это означает, что они могут открыть дверь для почти мгновенного анализа данных.
Финансовые прогнозы могут быстрее реагировать на изменения и могут обрабатывать больше переменных на рынке. ИИ и роботы могут немедленно определять, оценивать и реагировать на новые стимулы, такие как изменения в окружающей среде. Прогнозы погоды могут оценивать сотни прямых трансляций метеорологических данных и синтезировать показания, такие как атмосферное давление, влажность, сила ветра и многое другое, для создания более точных и эффективных прогнозов.
В целом квантовые вычисления повлияют на все, что связано с анализом больших данных.
