Logo Zephyrnet

Dlaczego nie powinieneś się martwić mówieniem o „zimie kwantowej” – Świat Fizyki

Data:

Niedawny spadek globalnych inwestycji prywatnych w technologię kwantową doprowadził do sugestii, że sektor zmierza w stronę pogorszenia koniunktury. Jamesa McKenziego jest niewzruszony i wierzy, że przyszłość sektora jest jasna

<a href="https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-6.jpg" data-fancybox data-src="https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-6.jpg" data-caption="Wypłata Można zarobić na technologii kwantowej 2.0. (Dzięki uprzejmości: iStock/monsitj)”>
Obraz przedstawiający liczby obliczeniowe kwantowe z wykresem i kilkoma monetami
Wypłata Można zarobić na technologii kwantowej 2.0. (Dzięki uprzejmości: iStock/monsitj)

Politycy, fundatorzy i inwestorzy nie zawsze skupiają się na nauce. Jednak od czasu do czasu pewne dziedziny przyciągają szerszą uwagę. Widzieliśmy to w latach pięćdziesiątych w przypadku energii jądrowej, która według niektórych pewnego dnia będzie „zbyt tania, aby ją zmierzyć”. Później na pierwszy plan wysunęły się nanotechnologia i grafen. Ostatnio wszyscy myślą o sztucznej inteligencji i technologii kwantowej.

Technologia kwantowa to już nie tylko półprzewodniki, kropki kwantowe, mikroskopy elektronowe i lasery, które są technologiami „pierwszej generacji”. Zamiast tego skupiamy się na wykorzystaniu superpozycji, niepewności i splątania do opracowania technologii kwantowych „drugiej generacji”.

Taka technologia „kwantowa 2.0” mogłaby zrewolucjonizować wszystko, od obliczeń i pomiarów po wykrywanie, synchronizację i obrazowanie. Niezależnie od tego, czy chodzi o inżynierię, transport, nawigację, finanse, obronność czy lotnictwo, technologia kwantowa może również zakłócić gospodarkę. W rzeczywistości większość wiodących krajów ma obecnie strategię kwantową, chociaż Chiny przodują pod względem siły finansowej, po przepracowaniu 25 miliardów dolarów na technologię kwantową do 2021 roku.

Jednak z najnowszego raportu wynika, że ​​inwestycje w technologię kwantową mogą przybrać potencjalnie niepokojący obrót Stan Kwantowy 2024. Opublikowano w styczniu przez fińską firmę Komputery kwantowe IQM, inwestorzy kapitału wysokiego ryzyka Otwarty ocean, europejscy inwestorzy technologiczni Gwiazda Jeziora i Informator kwantowy (TQI) w raporcie ostrzegł, że inwestycje w tym sektorze na całym świecie spadły o 50% od najwyższego poziomu w 2022 r.

<a data-fancybox data-src="https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-1.jpg" data-caption="Pieniądze rozmawiają Całkowita kwota środków pieniężnych zainwestowanych przez prywatne firmy w technologię kwantową gwałtownie spadła ze szczytu w 2022 r., ale w 1.2 r. nadal wyniosła ponad 2023 miliarda dolarów. (Na podstawie Stan Kwantowy 2024)” title=”Kliknij, aby otworzyć obraz w wyskakującym okienku” href=”https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/dlaczego-nie powinieneś się-martwić-o-rozmowie-o-a -quantum-zimowa-fizyka-świat-1.jpg”>Wykres przedstawiający środki pieniężne zainwestowane przez prywatne firmy w technologię kwantową

Stan Kwantowy 2024 twierdzi, że globalne inwestycje w technologię kwantową, które w 2.2 r. osiągnęły najwyższy poziom 2022 miliarda dolarów, spadły do ​​1.2 miliarda dolarów w roku następnym. Najbardziej gwałtowny spadek miał miejsce w USA, gdzie poziom inwestycji spadł o 80%, a inwestycje w regionie Azji i Pacyfiku spadły o 17%. Nieco lepsza była sytuacja w Europie, na Bliskim Wschodzie i w Afryce (EMEA), gdzie inwestycje wzrosły nieznacznie, o 3%.

Spadek inwestycji skłonił niektórych komentatorów do sugestii, że zmierzamy w kierunku a „kwantowa zima”, co wydaje się dramatyczne, ale być może po prostu odzwierciedla pogląd, że inwestorzy coraz bardziej zwracają uwagę na rynki wschodzące i zdają sobie sprawę, że praktyczne zastosowania obliczeń kwantowych mogą jeszcze poczekać wiele lat. Warto również pamiętać, że pomimo całego szumu technologia kwantowa pozostaje sektorem niszowym, stanowiącym mniej niż 1% całkowitego finansowania kapitału wysokiego ryzyka na całym świecie.

Cykl szumu

Jak ja wskazał w zeszłym roku, wiele technologii opiera się na wykresie opracowanym w 1995 r. przez Jackie Fenna, analityk z amerykańskiej firmy konsultantów technologicznych Gartner Inc. Obecnie znany jako „Cykl szumu Gartnera”pokazuje, jak oczekiwania wobec danej technologii zmieniają się w czasie. Sam przeżyłem kilka cykli technologicznych i mogę śmiało powiedzieć, że wykres jest dość dokładny.

<a data-fancybox data-src="https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-2.jpg" data-caption="Góra, dół, góra Cykl szumu Gartnera pokazuje, jak każda nowa technologia przechodzi przez pięć głównych faz: od 2024 r. inwestycje w technologie kwantowe będą prawdopodobnie nieco poniżej wartości szczytowej, ale dalsze spadki ulegną ostatecznie odwróceniu, gdy osiągniemy „plateau produktywności”. (Dzięki uprzejmości: IOP Publishing)” title=”Kliknij, aby otworzyć obraz w wyskakującym okienku” href=”https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/dlaczego-nie powinieneś się-martwić-o- rozmowa-o-kwantowej-zimowej-fizyce-świat-2.jpg”>Wykres ze szczytem, ​​spadkiem i plateau

Zaczynamy od „wyzwalacza technologicznego”, kiedy wszyscy zauważają, że dzieje się coś ważnego. Odsetki rosną, pieniądze napływają, aż osiągniemy „szczyt zawyżonych oczekiwań”. Potem, gdy ludzie zdają sobie sprawę, że wszystko jest trudniejsze i bardziej skomplikowane, niż sobie wyobrażano, wpadamy w „dolinę rozczarowania”. Później aktywność ponownie wzrasta poprzez „zbocze oświecenia”, aż osiągnęliśmy „płaskowyż produktywności”, gdzie firmy w końcu zdają sobie sprawę, co się sprawdza i wiedzą, czego chcą klienci.

Jeśli cykl szumu dotyczy technologii kwantowej – a nie mam powodu sądzić, że tak nie jest – to obecny spadek inwestycji jest prawdopodobnie wynikiem znalezienia się na szczycie cyklu i spowolnienia gospodarki światowej. To niekoniecznie jest coś złego. Jestem pewien, że bardziej świadomi inwestorzy wybierają silniejsze technologie i firmy, ponieważ możliwości rynkowe i terminy składania wniosków stają się coraz wyraźniejsze.

W każdym razie w grę wchodzą nadal duże sumy, a inwestycje w regionie EMEA stale rosną. I jako Połączenia Informator kwantowy Jak wynika z raportu, w ośrodkach badań kwantowych na całym świecie dokonuje się ogromny postęp. Jednym z przykładów jest Wielka Brytania Narodowe Centrum Obliczeń Kwantowych, którego celem jest umożliwienie wczesnego dostępu do obliczeń kwantowych brytyjskim przedsiębiorstwom w ramach krajowej strategii.

Najbardziej popularną technologią kwantową 2.0 są oczywiście obliczenia kwantowe. Podbija wszystkie pierwsze strony gazet i wywołuje emocje, co nie jest zaskakujące, biorąc pod uwagę, że popyt na tego typu maszyny jest potencjalnie ogromny. Według raport opublikowany w ubiegłym roku Według Markets and Markets do 4.4 r. sektor obliczeń kwantowych może być wart oszałamiającą kwotę 2028 miliarda dolarów.

<a data-fancybox data-src="https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-3.jpg" data-caption="Dążę do wzrostu Według Stan Kwantowy 2024 z raportu wynika, że ​​łącznie 33 kraje na całym świecie mają obecnie inicjatywy rządowe w dziedzinie technologii kwantowej (kolor zielony), z których ponad 20 ma strategie krajowe dysponujące finansowaniem na dużą skalę (kolor czerwony). W raporcie szacuje się, że przeznaczono już na ten cel aż 50 miliardów dolarów w postaci środków publicznych. (Kurtuazja: Informator kwantowy)” title=”Kliknij, aby otworzyć obraz w wyskakującym okienku” href=”https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/dlaczego-nie powinieneś się-martwić-o-rozmowie-o-a -quantum-zimowa-fizyka-świat-3.jpg”>Mapa świata pokazująca kraje posiadające inicjatywy rządowe w technologii kwantowej

Duża część tego zapotrzebowania wynika z zapotrzebowania na duże maszyny posiadające do 10,000 XNUMX bitów kwantowych (kubitów). Takie urządzenia byłyby używane do odszyfrowywania danych przechowywanych przy stosunkowo niewielkim stopniu szyfrowania (chociaż, jak na ironię, takie dane będą prawdopodobnie stare i niezbyt cenne). Jeśli jednak potężne komputery kwantowe staną się rzeczywistością, ich zdolność do łamania historycznych algorytmów szyfrowania zagrozi bezpieczeństwu Internetu i zniszczy bezpieczeństwo globalne.

Jednak prawdopodobnie istnieje wiele innych, bardziej bezpośrednie zastosowania komputerów kwantowych z mniejszą liczbą kubitów. Wiele firm robi postępy w tej dziedzinie, a jedna jest wyjątkowa Obliczenia ORCA, który w 2020 roku zwyciężył nagrodę za rozpoczęcie działalności gospodarczej z Instytutu Fizyki (IOP). Richarda Murraya, dyrektor naczelny ORCA z wykształcenia fizyk, ostatnio powiedziałem Forbes że firma sprzedała pięć swoich systemów, a cztery zostały już zainstalowane w trzech różnych lokalizacjach na całym świecie.

Maszyna ORCA (fotoniczny komputer kwantowy z korekcją błędów) jest pierwszą tego typu maszyną, która może pracować w temperaturze pokojowej. Ostatnia sprzedaż obejmuje dostawę systemu do finansowanej ze środków publicznych brytyjskiej organizacji NQCC, której siedziba mieści się w Harwell Innovation Campus w Oxfordshire. System ORCA zapewni stanowisko testowe w zakresie uczenia maszynowego, łączącego technologie kwantowe i sieci neuronowe.

Ale jak zauważył Murray w inne Forbes artykułwyzwaniem jest ustalenie, do czego najlepiej można wykorzystać komputery kwantowe. Nie jest to łatwe, ponieważ wielu potencjalnych klientów nie rozumie korzyści, dopóki nie zobaczą działających systemów, które mogą rozwiązać ich problemy. Jasne jest jednak, że komputery kwantowe będą szczególnie dobre w rozwiązywaniu niektórych problemów, które są trudne lub nawet niemożliwe do rozwiązania przez klasyczne komputery.

Wyzwanie polega na ustaleniu, do czego najlepiej można wykorzystać komputery kwantowe

W tym sektorze, w którym stawki i korzyści są wysokie, trwa wyścig z IBM niedawno ogłosił komputer o pojemności 1000 kubitów. Firma podąża za planem obliczeń kwantowych, który co roku mniej więcej podwaja liczbę kubitów. W 2021 roku IBM miał urządzenie 127-kubitowe, a w 2022 roku - 433 kubitowe. Jego najnowszy chip, nazwany Condor, ma 1121 kubitów nadprzewodzących. Jednak dość wymowne jest to, że firma twierdzi, że teraz zmieni bieg i skupi się na zwiększaniu odporności swoich maszyn na błędy, ponieważ wyraźnie będzie to miało wpływ na możliwość korzystania z nich przez potencjalnych klientów w najbliższej przyszłości.

Jednak jeśli chodzi o zastosowania technologii kwantowej 2.0, uważam, że zegary kwantowe, czujniki kwantowe i technologia obrazowania kwantowego są bardzo obiecujące, zwłaszcza gdy osiągną one określone kryteria użyteczności poza laboratorium. W tym zakresie praca Wielkiej Brytanii Centrum technologii kwantowej dotyczące czujników i rozrządu, na czele której stoi Uniwersytet w Birmingham, jest światowej klasy, podobnie jak niektóre powiązane z nią firmy.

<a data-fancybox data-src="https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-4.jpg" data-caption="Siła mózgu Firma Cerca Magnetics zajmująca się wykrywaniem kwantowym zdobyła niedawno nagrodę inauguracyjną od grupy Quantum Business and Innovation Instytutu Fizyki za przenośny skaner magnetoencefalograficzny. (Dzięki uprzejmości: Cerca Magnetics)” title=”Kliknij, aby otworzyć obraz w wyskakującym okienku” href=”https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/dlaczego-nie powinieneś się-martwić-o- rozmowa-o-kwantowej-zimowej-fizyce-świat-4.jpg”>Manekin dziecka noszącego magnetoencefalograficzny skaner mózgu

Brać Cerca Magnetics, który zdobył nagrodę IOP za innowacyjność biznesową za opracowanie pierwszego na świecie urządzenia do noszenia skaner magnetoencefalograficzny. Wykorzystując optycznie pompowane magnetometry temperatury pokojowej, każdy element czujnika jest nie większy niż klocek LEGO i może mierzyć funkcjonowanie ludzkiego mózgu z czułością dorównującą kriogenicznym urządzeniom nadprzewodzącym.

Firma, która również zdobyła nagrodę im nagroda inauguracyjna od Quantum Business and Innovation Group IOP (qBIG), zbudowała już lekką, mocowaną na głowie nasadkę skanera wydrukowaną w 3D i instaluje systemy na całym świecie w pomieszczeniach ekranowanych magnetycznie. Jego urządzenie może mierzyć funkcjonowanie ludzkiego mózgu z niespotykaną dotąd dokładnością, jak twierdzi firma. Co najważniejsze, może pobierać dane nawet wtedy, gdy pacjent się porusza, zamiast stać nieruchomo, gdy wkłada głowę do dużego skanera.

Inną interesującą firmą zajmującą się wykrywaniem kwantowym jest firma QLM z Bristolu, która niedawno zademonstrowała swoją najnowszą kamerę lidarową do kwantowego pomiaru metanu podczas wydarzenia w IOP z udziałem księcia Edynburga. Kamera ta jest mniejsza, solidniejsza i bardziej zintegrowana, dzięki czemu może być używana w terenie do wykrywania wycieków metanu przez klientów testujących ją na całym świecie. Widok postępu firmy od czasu zdobycia nagrody biznesowej IOP 2020 był imponujący.

Jednym z moich ulubionych zastosowań technologii kwantowej 2.0 jest kwantowe wykrywanie grawitacji, którego celem jest uzyskanie urządzeń, które można zastosować w terenie. Wyobraź sobie, jak zrozumienie tego, co kryje się pod ziemią, może wpłynąć na nasze codzienne życie. Zamiast robotnicy drogowi muszący kopać ogromne połacie asfaltu w celu naprawy podziemnej rury, mogliby przeprowadzać szybkie, ukierunkowane naprawy w stylu „mikrochirurgii”.

Dokładne mapowanie za pomocą kwantowych czujników grawitacyjnych naprawdę będzie pomocne w tym przypadku i w przypadku Uniwersytetu w Birmingham Delta.g zebrała już 1.5 miliona funtów w 2023 r. na budowę czujników grawitacji kwantowej do mapowania podziemi. Pete’a Stirlinga, współzałożyciel i dyrektor generalny firmy, twierdzi, że jej celem jest zmniejszenie technologii, aby można ją było zastosować w rzeczywistych zastosowaniach, takich jak wyszukiwanie ukrytej infrastruktury i przeprowadzanie napraw.

„Biorąc pod uwagę szerokie zastosowania w niezliczonych branżach, jesteśmy niezwykle podekscytowani możliwością wykorzystania gradiometrii kwantowej do osiągnięcia ogromnych oszczędności i przyspieszenia prac nad mapowaniem w sposób poprawiający codzienne życie” – mówi Stirling. Wyobraź sobie, jak przydatna byłaby baza danych „Mapy Google” z możliwością powiększania i przeszukiwania, zawierająca wszystkie niezliczone rury, tunele i kable ukryte pod naszymi stopami.

Zatem pomimo spadku finansowania kapitału wysokiego ryzyka i obaw przed „kwantową zimą” sektor technologii kwantowych nadal ma się dobrze i rzeczywiście dojrzewa. Wysokość dofinansowania nie jest zatem jedyną liczbą, na której powinniśmy się skupić. W rzeczywistości bardziej odpowiednie są bardziej tradycyjne wskaźniki, takie jak próby terenowe i przychody z produktów lub usług.

Chociaż osiągnięcie pełnego potencjału komputerów kwantowych może zająć wiele lat, istnieją zastosowania bardziej długoterminowe, w wykrywaniu i synchronizacji, w przypadku których cele końcowe są jasne. Komercjalizacja produktów w tej, moim zdaniem, jednej z najbardziej ekscytujących gałęzi fizyki jest w pełnym rozkwicie.

spot_img

Najnowsza inteligencja

spot_img