量子計算工程師如何將他們的技術應用於現實世界的問題

已發表: 2021-09-15

Quantum 可能是一個流行的行業流行語,但很難想像大多數應用程序會真正幫助普通用戶或小企業主。 傳統計算機硬件的增長速度遠不及摩爾定律被破壞之前的速度,但這並不意味著您不能僅僅將 GPU 堆疊在其他 GPU 之上以構建更快的集群。

這意味著即使是最支持量子計算的業內人士也幾乎完全專注於執行使用常規芯片無法實現的計算。

然而,現在,一些發起人正在通過建議我們很可能會看到人們實際上可以在其上運行真正的操作系統的量子服務器的增長來重振辯論。 您這樣做的第二個時刻就是遊戲玩家和媒體流媒體有機會利用該技術的同一時刻。

考慮到明年量子計算行業的價值可能會達到 24 億美元,工程師們將不得不在專業領域之外尋找一些應用,以維持這種前所未有的增長。

網絡服務和區塊鏈處理可能是第一個主要的常規用途。

沒有傳統矽的挖礦代幣

傳統計算機可以解決的任何計算也可以使用量子計算機來解決。 然而,某些問題可以通過它們更快地解決,這導致了量子霸權這一短語。 大多數主要的基於區塊鏈的加密貨幣使用的散列和只不過是代數計算,這意味著它們很適合利用量子霸權這一概念。

安全專家一直建議,用於公鑰密碼系統的整數分解算法可能會被計算出其哈希值的量子計算機破解。 雖然這可能與打擊網絡犯罪的人有關,但它為加密貨幣礦工提供了一個非常有趣的機會。

安裝單個量子計算機的成本可能與傳統的 x86_64 大型鐵主機技術大致相同,但在每瓦性能方面做得更多。

由於比特幣挖礦佔全世界所有電力使用量的大約 0.5%,這在很多方面都是好消息。 網絡服務技術人員也可能會開始研究這些解決方案。

構建具有競爭力的量子服務器

想要利用相同技術的電子郵件提供商經常遇到這樣的問題,即他們沒有任何真正的系統軟件包可以讓他們部署與通常運行的相同的服務。 畢竟,您不能僅僅指望利用量子霸權來加速 sendmail 守護進程。

然而,這並不意味著沒有太多希望,因為一些工程師至少在將量子計算機轉變為 Unix 工作站方面取得了一定的成功。

雖然理論上您可以重新設計電子郵件軟件以在裸機環境中運行以利用任何感知到的量子優勢,但這可能不是很安全。 壞人會攻擊任何他們可以攻擊的系統,所以幾乎可以肯定有一天他們會想出一種控制量子機器的方法。 這意味著某種形式的內存保護將是必要的。

初步實驗似乎表明 GNU/Linux 可以在量子服務器上運行。 當然,在部署電子郵件服務器時,Linux 是首選之一,因此只需要做很少的事情就可以將軟件移植到這種新架構上。 誠然,許多底層代碼必須在某種虛擬機中運行,但已經有許多這樣的架構實際上已經廣泛發布。

可移植性也可能有助於確保電子郵件營銷專家開始採用量子計算技術來解決他們的業務問題。 很容易想像未來廉價的 VPN 託管服務在遠程量子計算機上運行,電子郵件營銷人員只需像連接任何其他服務器一樣連接到這些計算機。

在硬件層中運行的仿真功能也可能使量子計算機受到那些必須運行基於 Java 的軟件的人的歡迎。

構建真正的 JVM

任何認為 Java 即將退出的人都沒有看過所有依賴該技術的物聯網設備。 所有真正的 Java 代碼都在稱為 Java 虛擬機的東西中運行,它本質上是一個從未存在過的設備的仿真規範表。 這很像為 Zork 提供動力的 Z-Machine 技術。

然而,與 Zork 不同的是,Java 可以擴展為您可能希望它做的任何事情,這迫使一些硬件開發人員推出了像模擬 JVM 設備一樣工作的實際半導體。

然而,在量子硬件上部署 JVM 仿真層會更加高效,尤其是就大規模數據庫操作而言。

其他平台,如微軟的 Azure 生態系統,可以部署在 IBM 等領域頂級玩家的商業量子硬件上。 話雖如此,考慮到 Java 小程序用於部署自身的有點不尋常的方法,Java 很可能處於一個相當獨特的位置,可以從過渡中受益。 具有諷刺意味的是,許多行業專家多年來一直在談論 Java 的消亡。

未來幾年可能會出現無數量子技術的新應用。 然而,可能是這些平凡的東西比其他任何東西都更能鼓勵採用。

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