Quantum computing (QC) to szybko rozwijająca się technologia, która może zrewolucjonizować sposób przetwarzania i analizowania informacji. Obliczenia kwantowe pozwalają na rozwiązywanie problemów, które są niemożliwe do rozwikłania przez klasyczne komputery. Dzięki miliardowym inwestycjom znaleźliśmy się w punkcie, w którym quantum computing staje się rzeczywistością. Jednak niedokładna i pospieszna komercjalizacja technologii oraz pomijanie fazy badań, może prowadzić do ryzyka niewłaściwego użytkowania lub fałszywych oczekiwań.

 

Globalny wzrost zainteresowania technologią kwantową sprzyja poszukiwaniu dla niej praktycznego miejsca na rynku IT. Wywołuje równocześnie dyskusje o jakości i sensie tego rozwiązania. Można spotkać się ze skrajnymi opiniami o quantum computingu: jest/będzie kluczowym czynnikiem zmieniający świat vs. obliczenia kwantowe nie są w stanie rozwiązać problemów optymalizacyjnych lub nie będą przydatne w przypadku np. problemów chemii kwantowej. Może to zabrzmieć pretensjonalnie, ale dopóki nie zostaną przeprowadzone odpowiednie badania, wszystkie opinie, pozytywne i negatywne, mogą być prawdziwe. Przed nami jeszcze wiele zaawansowanych badań nad quantum computingiem (rozwój sprzętu, podstawowe ograniczenia, badania wykonalności i szacowanie zasobów), które odpowiedzą na ważne pytania.

Każda technologia ma mniejsze lub większe zastosowanie i ograniczenia. Obliczenia kwantowe mają jeden z największych potencjałów we współczesnej branży IT. Można śmiało powiedzieć, że QC będzie mieć duży wpływ na rozwiązywanie problemów w zjawiskach kwantowych: symulacji systemów kwantowych (takich jak dynamika molekularna), chemii i projektowaniu materiałów. Znajdzie swoje zastosowanie w szyfrowaniu informacji i cyberbezpieczeństwie, usługach finansowych, analizie danych czy logistyce łańcucha dostaw.

Dlaczego technologie kwantowe wciąż potrzebują czasu?

Quantum computing jest wciąż w fazie aktywnego rozwoju, od strony teoretycznej, jak i sprzętowej. Wiele operacji, które są możliwe do zrealizowania, wciąż czeka na przetestowanie i udowodnienie skuteczności. Specjaliści kwantowi nieustannie zmagają się z komplikacjami (utrzymanie delikatnego stanu kwantowego, silne "szumy" sprzętowe, niemożność klonowania stanu kwantowego, itd.), które ograniczają potencjał QC. Wszystkie problemy muszą zostać rozwiązane, aby można było opracować technologię, która w przyszłości sprosta stawianym przed nią wyzwaniom. Jednak droga do sukcesu nie może (i nie powinna) być wytyczana wyłącznie przez naukowców akademickich lub specjalistów kwantowych. Eksperci z różnych sektorów biznesu i technologii oraz szersze społeczności naukowe, zapewnią odpowiednią perspektywę w danej dziedzinie i znajdą problemy, które można rozwiązać za pomocą obliczeń kwantowych.

Połączenie potencjału mechaniki kwantowej i informatyki wymaga specjalistycznej wiedzy, której obecnie brakuje na rynku. Promując programy edukacyjne i wspólne przedsięwzięcia oraz interdyscyplinarne uczenie się, możemy wykształcić następne pokolenie ekspertów kwantowych. Kilka miesięcy temu zorganizowaliśmy ośmiotygodniowy boot camp w Singapurze, pierwszy tego rodzaju w Azji. Zaproponowaliśmy wówczas absolwentom uniwersytetów kompleksowy program nauczania, który obejmował instrukcje akademickie, praktyczne zastosowania i doświadczenia z rzeczywistymi przypadkami. Inicjatywy takie pozwolą na zwiększenie liczby talentów w QC i zapewnią cenne wsparcie dla rozwoju branży.

Dobra i zła technologia: nie zapominaj o ryzyku

Quantum computing oferuje wiele ważnych możliwości, ale niesie z sobą także ryzyka. Jednym z nich jest kwantowy algorytm Shora, który ma potencjał do łamania kryptografii RSA (rodzina algorytmów szeroko stosowanych do szyfrowania danych, ochrony tożsamości i transakcji płatniczych). W praktyce chodzi o operacje nieautoryzowanego dostępu do osobistych zdjęć, konta bankowego lub systemu kontrolującego ruch na kolei.

Nawet niewielkie prawdopodobieństwo wystąpienia takiej sytuacji stanowi ogromne ryzyko. I chociaż uruchomienie algorytmu Shora wymaga czasu, nawet dwóch dekad, to samo istnienie takiego potencjału oznacza, że obecnemu szyfrowaniu grozi kompromitacja. Takie zdarzenie miałoby duży wpływ na branże gromadzące poufne informacje, w tym finanse, media społecznościowe, czy transport. W odpowiedzi na to zagrożenie, amerykański Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST) zainicjował poszukiwanie nowych algorytmów szyfrowania, które mogą oprzeć się powyższej technologii.

Trzeba dopasować oczekiwania do rzeczywistości

Quantum computing konsekwentnie realizuje swoje podstawowe założenia - chodzi o pełną kontrolę nad atomem lub fotonem, aby uczynić z nich "maszynę" obliczeniową. Technologii kwantowej nie spieszy się, podąża od lat spokojną, stabilną ścieżką rozwoju. To cierpliwe podejście ma pomóc QC w odblokowaniu jego transformacyjnej mocy. Oczywiście branża IT nie powinna zbyt opieszale adaptować tej technologii. Jeśli nawet tylko jedno na dziesięć oczekiwań zostanie spełnionych, pierwsi użytkownicy zyskają przewagę konkurencyjną.

Kolejną rzeczą, która sprawia, że pozytywnie spoglądam na technologię kwantową, jest historia m.in. uczenia maszynowego i sztucznej Inteligencji. Na początku ludzie byli zaniepokojeni pomysłem wdrożenia sztucznych systemów, które zachowują się jak świadome istoty. Teraz widzimy ich zastosowania, które wykraczają poza pierwotne oczekiwania. To prowadzi do przekonania, że badania nad obliczeniami kwantowymi mogą pomóc nam znaleźć coś, czego byśmy się nie spodziewali. Musimy podążać tą ścieżką, aby zobaczyć, co jest możliwe.

Obliczenia kwantowe niosą ze sobą wiele nadziei, ale musimy dopasować oczekiwania do tego, co jest możliwe teraz. To jak znalezienie właściwej proporcji między wielkimi marzeniami a rzeczywistością. Wszyscy czujemy, że technologia kwantowa może zmienić rzeczywistość, ale musimy podejść praktycznie do tego, co potrafi dzisiaj. Równowaga między wielkimi marzeniami a praktycznymi krokami jest niezwykle ważna, jeśli chcemy mieć pewność, że będziemy dalej podążać do przodu. Ta "podróż" jest pełna możliwości, ale wiele rzeczy jest wciąż niepewnych.

Autor: Damyr Hadiiev - R&D Science Practice Leader w SoftServe Polska