Como os engenheiros de computação quântica estão aplicando sua tecnologia a problemas do mundo real
Publicados: 2021-09-15Quantum pode ser uma palavra de ordem popular na indústria, mas é difícil imaginar a maioria dos aplicativos realmente ajudando usuários regulares ou proprietários de pequenas empresas. O hardware de computador convencional não está crescendo tão rápido quanto costumava antes da Lei de Moore ser quebrada, mas isso não significa que você não pode simplesmente empilhar GPUs em cima de outras GPUs para construir clusters mais rápidos.
Isso significava que mesmo os especialistas mais pró-indústria da computação quântica se concentravam quase exclusivamente na execução de cálculos que seriam inviáveis usando silício comum.
Agora, no entanto, alguns promotores estão revitalizando o debate, sugerindo que podemos muito bem ver o crescimento de servidores quânticos em que as pessoas podem realmente rodar sistemas operacionais reais. O segundo em que você faz isso é o mesmo momento em que os jogadores e streamers de mídia têm a chance de aproveitar a tecnologia.
Considerando que a indústria de computação quântica deve valer talvez US $ 2,4 bilhões no próximo ano, os engenheiros terão que encontrar algumas aplicações fora das especializadas para sustentar esse grau de crescimento sem precedentes.
Serviços de rede e processamento de blockchain provavelmente serão os primeiros grandes usos regulares.
Tokens de mineração sem silício tradicional
Qualquer computação que um computador tradicional pudesse resolver também poderia ser resolvida usando um computador quântico. Certos problemas podem ser resolvidos muito mais rapidamente por eles, no entanto, o que deu origem à frase supremacia quântica. As somas de hash usadas pela maioria das principais criptomoedas baseadas em blockchain são pouco mais do que cálculos algébricos, o que significa que eles se prestam bem para aproveitar esse conceito de supremacia quântica.
Especialistas em segurança têm sugerido que os algoritmos de fatoração de números inteiros usados para sistemas criptográficos de chave pública podem ser quebrados por computadores quânticos trabalhando em seus hashes. Embora isso possa ser preocupante para aqueles que combatem o crime cibernético, oferece uma oportunidade muito interessante para os mineradores de criptomoedas.
Uma única instalação de computador quântico provavelmente custaria o mesmo que a tecnologia tradicional de mainframe x86_64 big iron, mas faria mais trabalho em termos de desempenho por watt.
Como a mineração de Bitcoin representa cerca de meio por cento de todo o uso elétrico em todo o mundo, esta é uma boa notícia em mais de uma maneira. Os técnicos de serviço de rede provavelmente começarão a analisar essas soluções também.
Construindo servidores quânticos competitivos
Os provedores de e-mail que desejam aproveitar essa mesma tecnologia geralmente se deparam com o problema de não terem nenhum pacote de software de sistema real que os permita implantar os mesmos serviços que normalmente executam. Você não pode simplesmente esperar alavancar a supremacia quântica para acelerar um daemon sendmail, afinal.
Isso não significa que não há muitas promessas, no entanto, porque alguns engenheiros foram pelo menos um pouco bem-sucedidos em transformar computadores quânticos em estações de trabalho Unix.
Embora você possa, teoricamente, redesenhar o software de e-mail para ser executado em um ambiente bare-metal para alavancar qualquer superioridade quântica percebida, isso provavelmente não seria muito seguro. Maus atores vão atacar qualquer sistema que puderem, então é quase certo que algum dia eles encontrarão uma maneira de assumir o controle da maquinaria quântica. Isso significa que alguma forma de proteção de memória será necessária.
Experimentos preliminares parecem sugerir que o GNU/Linux poderia ser executado em um servidor quântico. O Linux é, obviamente, uma das principais opções quando se trata de implantar servidores de e-mail, portanto, pouco precisaria ser feito para portar o software para essa nova arquitetura. É certo que grande parte do código subjacente teria que ser executado em algum tipo de máquina virtual, mas já houve várias arquiteturas como essa que realmente viram uma ampla versão.
A portabilidade também pode ajudar a garantir que os especialistas em marketing por e-mail comecem a adotar a tecnologia de computação quântica para resolver seus problemas de negócios. É fácil imaginar um futuro em que serviços de hospedagem VPN baratos sejam executados em computadores quânticos remotos aos quais os profissionais de marketing por e-mail simplesmente se conectam como se fossem qualquer outro servidor.
Os recursos de emulação executados em uma camada de hardware também podem tornar os computadores quânticos populares entre aqueles que precisam executar software baseado em Java.
Construindo uma JVM real
Qualquer um que pense que o Java está acabando não olhou para todos os dispositivos da Internet das Coisas que dependem da tecnologia. Todo código Java verdadeiro é executado em algo chamado Java Virtual Machine, que é essencialmente uma folha de especificações de emulação para um dispositivo que nunca existiu. É muito parecido com a tecnologia Z-Machine que alimenta o Zork.
Ao contrário do Zork, no entanto, o Java pode ser expandido para fazer praticamente qualquer coisa que você queira, o que forçou alguns desenvolvedores de hardware a criar semicondutores reais que funcionam como dispositivos JVM simulados.
A implantação de uma camada de emulação de JVM em hardware quântico seria muito mais eficiente, no entanto, especialmente no que diz respeito a operações de banco de dados em grande escala.
Outras plataformas, como o ecossistema Azure da Microsoft, podem ser implantadas em hardware quântico comercial dos principais players do espaço, como a IBM. Dito isto, é provável que o Java esteja em uma posição única para se beneficiar da transição, considerando o método um tanto incomum que os applets Java usam para se implantar. É um pouco irônico, já que muitos especialistas do setor vêm falando sobre o fim do Java há anos.
Inúmeros novos aplicativos para a tecnologia quântica provavelmente surgirão nos próximos anos. No entanto, provavelmente são esses mundanos que vão incentivar a adoção mais do que qualquer outra coisa.
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