12 Aplikasi Komputasi Kuantum Terbaik - Anontekno

12 Aplikasi Komputasi Kuantum Terbaik

aplikasi quantum

Ilmuwan di segala dunia mendesak komputer kuantum ke depan, dalam upaya buat menggapai teknologi komputasi kuantum yang sangat kokoh. Raksasa teknologi, tercantum Google serta IBM, berlomba buat memperoleh supremasi kuantitatif.

tetapi mengapa? Mesin kuantum bisa membongkar permasalahan tertentu satu miliyar kali lebih kilat daripada komputer tradisional. Sebab permintaan hendak prosesor yang kokoh terus meningkat, serta bersamaan dengan meningkatnya volume serta kompleksitas tugas, kita membutuhkan arsitektur komputasi yang lebih efisien buat melaksanakan pemecahan.

Kemajuan teknologi komputasi semacam ini hendak menghasilkan jutaan kesempatan, di nyaris tiap aspek kehidupan modern. Bagi GlobeNewswire, pasar komputasi kuantum global bernilai$ 507, 1 juta pada 2019. Diperkirakan hendak menggapai$ 65 miliyar pada tahun 2030, dengan tingkatan perkembangan tahunan gabungan sebesar 56%. Amerika Utara serta Eropa diperkirakan memahami lebih dari 78% pasar komputasi kuantum.

Ini tidak berarti kalau sistem kuantum hendak mengambil alih komputer dikala ini. Kebalikannya, mereka hendak bekerja bersama superkomputer klasik sebab tiap- tiap mempunyai kekuatan serta keunggulan yang unik.

Dalam postingan ikhtisar ini, kami mengatakan sebagian aplikasi dini komputasi kuantum dari mungkin yang sangat besar. Ini hendak berikan Kamu gagasan yang lebih baik tentang tujuan merancang komputer kuantum.

12. Peramalan cuaca

ramalan-cuaca

komputer kuantum bisa digunakan buat memetakan pola cuaca yang sangat lingkungan. Tidak semacam sistem cuaca dikala ini, sistem ini hendak bisa membagikan prakiraan buat zona yang lebih kecil serta lebih khusus, menolong petani lebih siap mengalami pergantian cuaca, serta menolong maskapai penerbangan kurangi kendala.

IBM berinvestasi besar- besaran dalam sistem prakiraan cuaca. Dia sudah bermitra dengan The Weather Company, National Center for Atmospheric Research, serta University Foundation for Atmospheric Research di Amerika Serikat buat membangun model unggul yang bisa memperkirakan badai petir di tingkatan lokal.

Pada tahun 2019, IBM, bekerja sama dengan The Weather Company, meluncurkan sistem Global High Accuracy Weather Forecast( GRAF) yang memakai superkomputer IBM buat memproses informasi dari jutaan sensor di segala dunia.

Kala komputasi kuantum jadi bisa jadi, sistem mirip GRAF hendak bisa menganalisis miliaran informasi tiap jam serta memprediksi kejadian metrologi yang pas semacam pembuatan awan orang ataupun pusaran angin.

11. Keamanan Siber

Kriptografi

komputer kuantum bisa membongkar banyak permasalahan yang nyaris tidak bisa jadi dituntaskan oleh mesin dikala ini. Ini tercantum meretas algoritma enkripsi yang melindungi infrastruktur internet serta informasi sensitif.

Enkripsi RSA bersumber pada angka 2048- bit, misalnya, banyak digunakan buat transmisi informasi yang nyaman. Diperkirakan kalau komputer kuantum yang berisi 20 juta qubit bisa membongkar enkripsi ini dalam waktu 8 jam.

Pasti saja, kekuatan komputasi kuantum pula bisa digunakan buat meningkatkan sistem kriptografi yang sangat nyaman. Sebagian industri, tercantum Microsoft serta Google, telah mulai mengerjakan algoritme enkripsi nyaman kuantum. Mereka dikala ini lagi dalam sesi teori serta pengujian. Tantangan utamanya merupakan mengintegrasikan pendekatan baru ini ke dalam infrastruktur yang terdapat.

Algoritme nyaman kuantum sepatutnya menyandikan:

  • Transaksi keuangan serta perbankan
  • Komunikasi militer serta pemerintah
  • Jaringan perusahaan
  • Rekam kedokteran serta informasi individu di cloud

10. Baterai generasi berikutnya

Baterai lithium- ion sudah tumbuh pesat: satu dekade yang kemudian, mereka bisa mempunyai smartphone sejauh hari, serta saat ini mereka bisa melaksanakan kendaraan listrik sepanjang ratusan km.

Tetapi, bila kita mau membuat aki yang lebih bertenaga serta murah yang bisa bertahan lebih lama dari aki dikala ini, kita butuh sebagian terobosan. Para periset di IBM serta Daimler AG( industri induk Mercedes- Benz) lagi menguji seberapa baik komputer kuantum mensimulasikan sikap senyawa kimia dalam baterai.

Mereka sanggup mensimulasikan momen dipol dari 4 molekul terpaut industri( hidrogen sulfida, litium hidrida, litium sulfida, serta litium hidrogen sulfida), memakai komputer kuantum 21 qubit.

Dikala kami menaikkan ataupun tingkatkan status qubit, kami hendak bisa menguji senyawa yang lebih besar serta lebih lingkungan dari baterai generasi selanjutnya. Riset semacam ini merupakan pekerjaan dasar yang pada kesimpulannya hendak bawa kita ke situ.

9. Menangkap tenaga surya

Titik kuantum( nanopartikel semikonduktor dengan watak elektronik serta optik yang unik sebab mekanika kuantum) bisa secara efektif mengganti tenaga matahari jadi listrik. Ini hendak menolong kami secara ekstrem kurangi jejak karbon kami serta tingkatkan teknologi pembangkit listrik yang terdapat.

Periset Australia di University of Queensland sudah meningkatkan titik- titik kuantum yang fleksibel serta bisa dicetak yang membagikan efisiensi konversi tenaga lebih dari 16 persen.

Bahan non- toksik, titik kuantitatif semacam nanocrystals perak sulfida bismut sudah dipelajari secara ekstensif sebab kelimpahan serta keamanannya. Walaupun belum diluncurkan secara komersial dalam skala besar, sebagian industri kecil telah mulai memasarkan produk quantum dot PV.

8. Pupuk bersih

Fertilizer

Dikala ini, pupuk amonia dibuat lewat proses kimiawi yang diucap Haber- Bosch. Ini mencampurkan nitrogen suasana serta hidrogen di dasar temperatur serta tekanan yang sangat besar. Proses tersebut memakai tenaga dalam jumlah besar serta menghasilkan banyak gas rumah kaca.

Bila periset mengenali mekanisme nitrogenase serta sikap logam transisi secara rinci, mereka bisa meningkatkan katalis yang lebih efektif buat memproduksi pupuk, dan banyak bahan kimia berarti yang lain yang dibutuhkan dalam industri.

Berita baiknya merupakan kalau komputer kuantum sesuatu hari nanti bisa merancang kofaktor dasar nitrogenase( kofaktor FeMo), membagikan pengetahuan tentang mekanismenya. Ini hendak menolong pakar kimia membangun proses industri yang hemat tenaga buat memformulasikan pupuk nitrogen.

7. Temuan material

Sebab komputasi kuantum didasarkan pada fenomena mekanika kuantum, semacam superposisi serta keterjeratan, komputasi kuantum bisa mewakili sistem kuantum lain jauh lebih gampang daripada komputer konvensional. Misalnya, mesin kuantum bisa menuntaskan persamaan Schrödinger buat molekul guna menghitung status tenaga yang diizinkan.

Ini membagikan keahlian buat mensimulasikan partikel lingkungan yang tidak bisa dicoba oleh komputer konvensional. Bersama- sama, pertumbuhan fitur keras kuantum serta algoritme kuantum menjanjikan pergantian dalam kimia teoretis.

Dengan memanipulasi kebisingan dalam qubit pada mesin kuantum, periset bisa meningkatkan material yang lebih baik dengan watak optik serta mekanik yang disetel dengan baik.

Dengan terdapatnya kemajuan baru- baru ini dalam teknologi” pembatalan derau kuantum”, kita bisa berkata kalau material generasi mendatang bisa jadi dirancang pada komputer kuantum daripada menciptakan watak kimia yang benar lewat trial and error.

6. Optimasi lalu lintas

komputer kuantum hendak kurangi banyak tantangan yang didatangkan oleh kenaikan populasi serta kemacetan di tengah kebutuhan dekarbonisasi. Salah satu tantangan tersebut merupakan pengendalian kemudian lintas.

Teknologi kuantum bisa digunakan buat menjauhi kemacetan kemudian lintas serta mempersingkat waktu tunggu. Maksudnya, bis serta taksi tidak butuh menempuh jarak jauh tanpa penumpang, serta orang tidak butuh menunggu lama buat memperoleh taksi.

Volkswagen sudah mendemonstrasikan pemakaian langsung komputasi kuantum buat tingkatkan kemudian lintas. Algoritme perutean kuantumnya berjalan pada komputer kuantum D- Wave serta menghitung jalan ekspedisi tercepat secara individual dalam waktu nyata.

Algoritme ini secara konstan bisa berhubungan dengan objek bergerak( sepeda, mobil, serta orang) serta tingkatkan totalitas sistem mobilitas di kota. Ini pula bisa diterapkan dalam pengendalian kemudian lintas hawa buat tingkatkan data panduan.

Volkswagen bukan salah satunya industri yang mengerjakan” kenaikan kemudian lintas kuantitatif”. Nyaris seluruh pabrikan mobil, tercantum BMW, Toyota, serta Ford, berinvestasi dalam riset kuantitatif.

5. Pemasaran serta periklanan

iklan-ads

Algoritme kuantitatif bisa membagikan periklanan yang lebih baik dengan membuat pola korelasi yang mempengaruhi sikap pembelian. Alih- alih menyajikan iklan cuma bersumber pada riwayat penjelajahan pengguna, algoritme ini hendak berfokus pada perasaan pengguna sehabis memandang iklan serta tipe iklan yang bisa menolong merk membangun ikatan jangka panjang dengan pelanggan mereka.

Misalnya, bila suatu iklan mengasyikkan serta membuat penonton tertawa ataupun bahagia, perihal itu hendak membentuk ikatan warga pencitraan merk yang kokoh. Di sisi lain, iklan yang membosankan ataupun mengusik dapat jadi kontraproduktif.

D- Wave Systems Inc.( Bekerja sama dengan Recruit Communication Ltd) sudah mempraktikkan komputasi kuantum buat tingkatkan periklanan, pemasaran, serta komunikasi. Tujuannya merupakan buat menganalisis informasi yang lingkungan dalam waktu yang lebih pendek serta tingkatkan efisiensi pencocokan iklan buat pelanggan di bidang periklanan online.

D- Wave Systems pula mendemonstrasikan gimana organisasi bisa memakai anil kuantitatif buat menjangkau audiens dengan iklan yang relevan serta tingkatkan rasio klik( CTR).

4. Pemodelan keuangan

Pasar modern merupakan salah satu sistem sangat lingkungan yang terdapat. Dalam waktu yang dibutuhkan buat membaca kalimat ini, hedge fund, bank investasi serta investor ritel di segala dunia hendak memperdagangkan lebih dari$ 80 juta saham.

Untuk investor institusional, menciptakan kombinasi yang pas dari investasi yang berguna, bersumber pada hasil yang diharapkan serta resiko terpaut, sangat berarti buat bertahan di pasar. Ini tercantum menganalisis ribuan aspek yang bisa mempengaruhi harga saham. Banyak bank investasi melaksanakan simulasi” Monte Carlo” pada komputer klasik buat analisis terperinci, yang memerlukan sumber energi serta waktu komputasi yang sangat besar.

komputer kuantum dirancang spesial buat tipe perhitungan probabilitas ini. Dengan melompat ke dalam quantum wagon, bank investasi tidak cuma bisa tingkatkan mutu pemecahan namun pula kurangi waktu yang diperlukan buat mengembangkannya. Sebab perusahaan- perusahaan ini berurusan dengan miliaran dolar, kenaikan kecil dalam hasil yang diharapkan bisa jadi nilai yang besar untuk mereka.

Pada kesimpulannya, komputer kuantum hendak menolong layanan keuangan:

  • Tingkatkan keuntungan investasi
  • Kurangi kebutuhan modal
  • Tingkatkan identifikasi resiko serta manajemen kepatuhan
  • Membuka kesempatan investasi baru.

3. Temuan obat

Dikala ini, industri farmasi memerlukan miliaran dolar serta lebih dari 10 tahun buat menciptakan obat baru serta memasarkannya. Mereka membuat ratusan juta perbandingan di komputer klasik. Tetapi, keahlian pemrosesan mesin ini sangat terbatas: mereka cuma bisa menganalisis partikel sampai dimensi tertentu.

Perhatikan rancangan obat penisilin, yang mempunyai 41 atom: Pemodelan yang akurat serta akurat dari tenaga kondisi dasar molekul penisilin memerlukan mesin digital dengan lebih banyak transistor daripada di alam semesta yang bisa diamati.

Perkaranya dapat diatasi dengan komputasi kuantum. Sebab fitur keras serta algoritme kuantum terus menjadi ada, dimungkinkan buat menyamakan partikel yang jauh lebih besar. Perihal ini bisa secara signifikan kurangi waktu serta bayaran pengembangan obat, membolehkan para periset membuat temuan baru lebih kilat yang bisa menuju pada penyembuhan bermacam penyakit.

Dalam industri ilmu hayat, komputer kuantum diharapkan mengaktifkan 3 permasalahan pemakaian utama yang silih menguatkan dalam siklus yang baik:

  • Meningkatkan perawatan penyembuhan presisi dengan menghubungkan genom serta hasil
  • Tingkatkan efisiensi temuan obat dengan molekul kecil serta tingkatkan hasil akhir pasien
  • Membangun produk biologis baru bersumber pada proyeksi pelipatan protein

2. Kecerdasan buatan

Kecerdasan yang ditunjukkan oleh mesin didasarkan pada prinsip belajar dari pengalaman. Terus menjadi banyak kumpulan informasi yang Kamu pakai buat melatih AI, terus menjadi akurat. Sebab akurasi/ kekuatan AI didasarkan pada analisis jutaan ataupun apalagi milyaran titik informasi, ini merupakan kandidat sempurna buat komputasi kuantitatif.

Buat model tertentu, pendidikan mesin kuantum hendak lebih efektif daripada pendidikan mesin klasik. Ini meluas ke cabang riset yang mengeksplorasi kesamaan struktural serta metodologis antara sistem raga serta pendidikan, paling utama jaringan saraf.

Sudah dikatakan kalau AI hendak digunakan buat abad ke-21 seperti listrik ke-20. Kami sudah menggapai titik di mana AI lumayan sanggup menghasilkan AI lain, sehingga kepentingannya hendak bertambah dengan kilat.

Buat memesatkan pengembangan, Google, bekerja sama dengan Volkswagen serta University of Waterloo, meluncurkan TensorFlow Quantum, pustaka sumber terbuka buat prototipe machine learning kuantum. IBM, Microsoft, serta raksasa teknologi yang lain pula mengucurkan duit buat pendidikan mesin kuantitatif.

1. Fisika partikel

Tabrakan proton serta proton di LHC, yang menciptakan Higgs boson CERN

Bisa jadi aplikasi komputasi kuantum yang sangat menarik serta bermanfaat merupakan riset fisika baru. Model fisika partikel sangat lingkungan, serta memerlukan banyak sumber energi serta waktu komputasi yang lama buat simulasi numerik.

Misalnya, eksperimen di Large Hadron Collider di CERN menciptakan informasi 1 petabyte per detik yang luar biasa dari satu miliyar tabrakan partikel tiap detik. Analisis dicoba pada 1 juta CPU yang beroperasi di 170 pusat informasi di segala dunia. Pada tahun 2027, energi komputasi yang dibutuhkan buat memproses serta menganalisis informasi CERN hendak bertambah dengan aspek 50- 100.

Di sinilah komputasi kuantum jadi bermanfaat. Ini hendak membolehkan fisikawan buat mensimulasikan fisika nuklir, hamburan inti, quark dan interaksi fundamental.

CERN sudah mulai bekerja dengan IBM pada komputer kuantum. Para periset memakai” mesin vektor sokongan kuantum” buat memandang gimana pendidikan mesin kuantum yang diawasi bisa digunakan buat memastikan kejadian boson Higgs dalam informasi tabrakan.

Regu periset lain sudah sukses mensimulasikan teori skala grid di komputer kuantum, yang menggambarkan interaksi antara partikel elementer, semacam quark serta gluon.

Secara universal, komputasi kuantum membuat kemajuan di bermacam bidang, dari fisika multi- benda sampai ilmu tenaga molekuler. Ini hendak mengusik teknologi dikala ini serta membolehkan para periset buat menanggulangi permasalahan yang belum sempat mereka coba selesaikan tadinya.