Quantum computing is nog niet ver genoeg om de verspreiding van deze uitbraak van het coronavirus tegen te gaan. Maar dit opkomende gebied van informatica zal wetenschappers en onderzoekers vrijwel zeker helpen toekomstige crises het hoofd te bieden.

"Kunnen we de snelheid waarmee we ontdekken, bijvoorbeeld, een behandeling of een aanpak hiervoor?" vraagt ​​Dario Gil, de directeur van IBM Research. "Het doel is om alles te doen wat we vandaag doen op het gebied van het ontdekken van materialen, scheikunde, dat soort dingen, (in) factoren van 10 keer beter, 100 keer beter, "

En dat, hij zegt, "kan het spel veranderen."

Quantum computing is het volgende grote ding in computergebruik, en het belooft exponentiële vooruitgang in kunstmatige intelligentie en machinaal leren in het volgende decennium en daarna, wat leidt tot mogelijke doorbraken in de gezondheidszorg en farmacie, meststoffen, Batterij vermogen, en financiële diensten.

Voor een consument met een pensioenfonds, "kwantumcomputers in de komende 10 tot 15 jaar ... kunnen u helpen betere persoonlijke financiële beslissingen te nemen door de berekeningen die uw makelaar doet, " zegt Bob Sutor, een vice-president van IBM Research die belast is met het aansturen van het quantum computing-ecosysteem.

IBM, met 15 ingezette kwantumsystemen, loopt voorop op het gebied van quantum computing. U.S. TODAY mocht onlangs een bezoek brengen aan een kwantumlab in Yorktown Heights, New York.

Maar Google, Amazone, Intel, Microsoft en Honeywell zijn onder andere technische getrouwen die in het veld werken, net als verschillende door durfkapitaal gesteunde wereldwijde startups.

De Amerikaanse regering, die zich in een kwantumrace tegen China bevindt, heeft ook steun verleend. Eind 2018, President Trump ondertekende de National Quantum Initiative Act in de wet om kwantumonderzoek te financieren voor een bedrag van $ 1,2 miljard over een periode van vijf jaar.

Hier is een gids om kwantumcomputers te helpen demystificeren, waar u de komende jaren vrijwel zeker nog veel over zult horen.

Wat is kwantumcomputing?

Het is niet gemakkelijk om grip te krijgen op kwantumcomputing of het gebied van de fysica dat het gebruikt, kwantummechanica. Maar zulke machines - ze kosten miljoenen - zijn ontworpen om de natuur te modelleren.

In de eenvoudigste bewoordingen, ze zijn exponentieel krachtiger dan wat we beschouwen als klassieke computers, waarvan de fundamentele fundamentele eenheden worden uitgedrukt in enen of nullen of bits. Quantum computing neemt een kwantumsprong met wat bekend staat als kwantumbits of kortweg "qubits".

Denk er zo over na:als je een munt opgooit, het zal landen als kop of staart, of in die klassieke computertermen, 1s en 0s. Maar wat is de staat van die munt als hij nog draait? Dat is een beetje waar qubits zijn, niet noodzakelijk als een 1 of een 0, maar als alle mogelijkheden daartussenin.

Laten we nu verder gaan met de analogie. Als je twee munten opgooit in de fysieke wereld, de kop of munt van de ene munt heeft geen invloed op de andere. Qubits, Hoewel, kan tegelijkertijd in meerdere toestanden verstrikt zijn.

"Dit is een van die momenten van 'de aarde is niet plat', ' zegt Gil. 'Er is eigenlijk een revolutie gaande.'

Hoe kwantumcomputers eruit zien

Een kwantumcomputerchip wordt op een temperatuur gehouden die kouder is dan de ruimte in een cilinder die deel uitmaakt van een ingewikkeld gekoeld apparaat. Het systeem heeft meer dan 2, 000 componenten, inclusief pulsbuiskoelers, supergeleidende coaxiale lijnen, een mengkamer en verschillende circuits. Het lijkt op een mooie kroonluchter.

Hoe ver is kwantumcomputing?

In mei 2016, IBM werd het eerste bedrijf dat een kwantumcomputer in de cloud zette, waar iedereen met de computerkennis experimenten zou kunnen uitvoeren.

Momenteel, meer dan 150 miljard programma's en uitvoeringen zijn uitgevoerd op IBM's kwantummachines, met meer dan 200, 000 geregistreerde gebruikers in meer dan 140 landen. Er zijn meer dan 12, 000 maandelijks actieve gebruikers, en, op een typische dag, de machines in de cloud draaien meer dan 400 miljoen kwantumcircuits.

IBM zegt contracten te hebben gesloten rond quantum met meer dan 100 universiteiten, nationale laboratoria en bedrijven.

Bijvoorbeeld, kwantumonderzoekers bij IBM werken samen met collega's bij Mercedes-Benz-moeder Daimler om batterijen van de volgende generatie voor elektrische voertuigen te ontwikkelen. IBM werkt ook samen met Delta Air Lines om kwantummogelijkheden in de reisbranche te onderzoeken.

Afgelopen oktober, Google zei dat het bereikte wat wordt beschreven als 'kwantum suprematie'. Het was in staat om in 200 seconden een berekening uit te voeren die een klassieke ultramoderne supercomputer ongeveer 10 zou kosten, 000 jaar te verwerken.

IBM duwde terug. Het bedrijf voerde destijds aan dat een ideale simulatie van dezelfde taak kan worden uitgevoerd op een klassiek systeem in 2 1/2 dag en met veel grotere betrouwbaarheid, waarvan het zei dat het een conservatief was, schatting in het slechtste geval.

Gil vertelde V.S. VANDAAG dat "mensen geen onderscheid maken tussen wat een laboratoriumexperiment is, versus wat een echt systeem is."

De claims rond quantum computing blijven komen.

Alleen deze week, Honeywell kondigde aan dat het "de krachtigste kwantumcomputer tot nu toe is, " ingesteld voor een release medio 2020. Honeywell is een strategisch partnerschap aangegaan met JPMorgan Chase rond financiële oplossingen die quantum exploiteren. JPMorgan maakt ook deel uit van het IBM quantum-ecosysteem.

Maar dit zijn nog vroege dagen. Gil zegt dat kwantumcomputing zich tegenwoordig op ongeveer dezelfde plek bevindt als kunstmatige intelligentie in 2010.

Zijn IBM-collega Sutor zegt:"Gewoon om duidelijk te zijn, niemand op de planeet heeft een kwantumcomputer die tegenwoordig beter kan dan onze klassieke computers."

Maar IBM zegt dat het de kracht van een kwantumcomputer elk jaar kan verdubbelen, en op een gegeven moment een drempel overschrijden waarop de kwantummachines voorbij klassieke computers zouden kunnen springen, in ieder geval om bepaalde soorten problemen aan te pakken.

Zijn er veiligheidsrisico's?

Er kan zijn. Grote toekomstige "fouttolerante" kwantumcomputers - en dergelijke computers zijn nog niet om de hoek - hebben het potentieel om de huidige coderingssystemen te kraken. IBM werkt samen met het National Institute of Standards and Technology (NIST) aan het veranderen van encryptiestandaarden die beloven om kwantumsystemen efficiënt te houden en ze tegelijkertijd veilig te houden.

Hoewel veiligheidsbedreigingen misschien jaren weg zijn, Gil benadrukt de urgentie om zich nu voor te bereiden. "Je kunt niet gewoon zitten en het probleem negeren, ' zegt Gil.

Zelfs jaren vanaf nu, je moet niet verwachten dat er een kwantumcomputer op je bureau staat.

Maar de technologie die mogelijk wordt gemaakt door kwantumcomputers zal zichzelf gaan invoegen in het ondersteunen en krachtiger maken van consumentenapps. En de samenleving zou er baat bij hebben als kwantumcomputers een potentiële pandemie kunnen stoppen voordat deze ooit echt is begonnen.

"De natuur zelf is één grote computer, " zegt Sutor, in de manier waarop atomen en moleculen en licht op elkaar inwerken. "Kunnen we genoeg leren over hoe het het echt doet en het gebruiken voor onze eigen computerbehoeften met de moeilijkste soort problemen die we hebben?"