Человек никогда не сможет в полной мере понять квантовую механику.
Тем удивительнее то, что квантовые эффекты обещают людям помощь в решении многих практических задач:
Квантовые компьютеры для передачи и обработки данных применяют явления квантовой механики, например: квантовая суперпозиция и квантовая запутанность.
Вряд ли квантовые компьютеры заменят обычные. Скорее появятся гибридные системы, которые используют квантовые эффекты для отдельных задач, прежде всего тех, что связаны с перебором вариантов. Такие задачи квантовые компьютеры способны решать экспоненциально быстрее обычных.
1. МОДЕЛИРОВАНИЕ БЕЛКОВЫХ МОЛЕКУЛ И ЭКОСИСТЕМ
Даже лучшие из суперкомпьютеров с трудом могут просчитать, как происходит взаимодействие между белками в живой клетке. Расчеты делают лишь для небольших молекул, но квантовые компьютеры смогут моделировать даже самые крупные и важные белки.
- Особенно перспективны системы с искусственным интеллектом: нейросети смогут предсказывать белковые структуры, не требуя долгих и кропотливых экспериментов, и даже создавать новые полезные молекулы.
Квантовые компьютеры пригодятся и для моделирования других сложных биологических систем, например целых экологических групп организмов, во всем многообразии их взаимодействий.
2. ДИАГНОСТИКА, РАЗРАБОТКА ЛЕКАРСТВ
Большие данные позволяют медикам использовать автоматизированные системы для диагностики и планирования лечения.
Нейросети просматривают тексты медкарт, рентгеновские снимки, результаты томографии и другие изображения, чтобы выявить заболевания на ранней стадии или помочь врачам анализировать большие объемы информации.
- Квантовые компьютеры способны быстро находить закономерности в огромных массивах информации.
Разработка новых лекарств часто требует перебора сотен и тысяч веществ в поисках молекулы, которая нужным образом взаимодействует с белками в организме пациента. Квантовые компьютеры смогут находить такие молекулы быстрее.
3. ФИНАНСОВОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ, МАРКЕТИНГОВЫЙ АНАЛИЗ
Новые возможности поиска скрытых паттернов в больших данных позволят лучше обнаруживать признаки мошенничества. Такие системы смогут анализировать больше информации для принятия решений о покупке или продаже ценных бумаг и будут делать это быстрее самых мощных современных компьютеров.
Создатели квантовых алгоритмов работают над тем, чтобы с их помощью ускорить обучение нейросетей. Одним из следствий может стать прорыв в маркетинге: специалисты получат возможность точно предсказывать реакцию аудитории на рекламные кампании, которые станут не только эффективнее, но и полезнее для потребителей.
4. ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ НАУКА, СОЗДАНИЕ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Большой адронный коллайдер и другие ускорители частиц генерируют колоссальные объемы данных. На их анализ уходят годы, и даже при этом ученым удается извлечь далеко не все ценное.
- Считается, что квантовые компьютеры ускорят обработку данных, в результате удастся найти признаки пока неизвестных фундаментальных частиц и процессов.
Квантовые вычисления позволят ученым моделировать поведение систем, состоящих из большого количества частиц.
Это поможет в поисках новых полезных материалов и структур, например сверхтвердых кристаллов или сверхпроводников, не теряющих своих свойств даже при комнатной температуре.
5. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОГОДЫ И КЛИМАТА
Прогноз погоды — классическая сфера применения больших данных и нейросетей, а значит, и одна из тех, где квантовые компьютеры обещают появиться в числе первых. Есть надежда, что с их появлением шутки о метеорологах окончательно потеряют актуальность.
- Способность квантовых компьютеров моделировать большие и сложные системы наверняка найдет применение в изучении климата. Они позволят лучше понять механизмы возникновения парникового эффекта и работу озонового слоя, в том числе на уровне отдельных молекул.
На большом масштабе квантовые компьютеры пригодятся для обсчета глобальных климатических моделей, для которых пока что приходится прибегать к долгой работе самых мощных суперкомпьютеров.
6. МОДЕРНИЗАЦИЯ АККУМУЛЯТОРОВ, ЛОГИСТИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ
Уже сегодня компании Mercedes-Benz и IBM пробуют использовать квантовый компьютер для моделирования процессов, протекающих внутри аккумулятора, с разрешением до отдельных молекул. Ожидается, что это позволит создать батареи нового поколения, более вместительные и безопасные.
- Эффективные автомобили смогут двигаться по оптимальному маршруту: только квантовый компьютер сможет не приблизительно, а точно решить задачу коммивояжера, то есть найти кратчайший путь между множеством пунктов назначения.
Квантовым алгоритмам по силам и проблема плотной упаковки, то есть заполнения конечного объема фигурами разных форм и размеров.
...............................................................................................................................
КВАНТОВОЕ ПРЕВОСХОДСТВО ЗАЧЕМ НАМ КВАНТОВЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ
Квантовые компьютеры — одно из самых сложных и перспективных направлений в IT, но зачем они вообще нужны?
...............................................................................................................................
Читайте новости про технологии и цифровизацию на нашем онлайн-портале digitalocean.ru и в соцсетях:
▪️ Telegram: t.me/digitaloceanru
▪️ Вконтакте: vk.com/digitalocean_ru
▪️ Яндекс.Дзен: zen.yandex.ru/digitalocean
▪️ YouTube: bit.ly/digitalocean_youtube
Для фанатов хрустящих страниц, пахнущих типографской краской — доступны все номера печатного «Цифрового океана» на Озоне: bit.ly/digitalocean_ozon
Закажите любой номер со скидкой больше 50% прямо сейчас!