Economia modernă și calculul cuantic

Economia modernă avansează în ritmul biților, unitățile care dau viață calculatoarelor. În inima acestor mașini se află niște cipuri mici numite microprocesoare, care funcționează sub sistemul binar simplu și puternic, un dans de zerouri și unități care modelează lumea digitală.

De la dezvoltarea primelor calculatoare – care ocupau camere și chiar clădiri întregi – acest sistem a servit drept bază pentru sarcini precum scrierea unui document în Word, antrenarea inteligenței artificiale și chiar trimiterea unei rachete în spațiu. Aceasta este o realitate care este mai aproape ca niciodată de a se schimba.

Dacă există o tehnologie capabilă să transforme sistemele de calcul moderne, aceasta este calculul cuantic. Dezvoltarea sa, sunt de acord experții, va implica schimbări mai mari în economii decât mult-numita inteligență artificială (IA). Nu numai pentru că va accelera progresele în cercetarea modelelor lingvistice de mare amploare, cum ar fi ChatGPT sau Gemini, ci și pentru că va da peste cap majoritatea domeniilor critice ale economiilor: de la apărare, trecând prin industrie, până la finanțe.

O nouă stare a materiei?

Microsoft susține că a găsit o nouă stare a materiei, Majorana, care ar accelera dezvoltarea unui calculator cuantic stabil. Cu toate acestea, fizicienii recomandă luarea acestui anunț cu prudență din cauza fiabilității sale.

Totuși, știrea a reaprins dezbaterea despre cât de aproape este lumea științifică de a obține un calculator cuantic funcțional, fără erori și ușor de reprodus. Departe de anunțul companiei fondate de Bill Gates, în Europa, precum și în alte regiuni, se progresează cu rapiditate și sunt unii care sugerează că ziua promisă nu mai este atât de departe.

"Anul trecut au existat anunțuri de la diferite companii care au îmbunătățit corectarea erorilor de 800 și 900 de ori", explică Carlos Kuchkovsky, membru al Consiliului strategic consultativ pentru tehnologii cuantice al Comisiei Europene și fondator al Qcentroid, o companie dedicată proiectării aplicațiilor de calcul cuantic.

Kuchkovsky schițează ce ar însemna dezvoltarea acestei tehnologii în următorii ani.

Beneficiile calculului cuantic

În primul rând, subliniază expertul, ar îmbunătăți rapid cercetarea în IA: "Învățarea automată (învățarea mașinilor) este foarte bună la a face predicții, dar nu este un instrument capabil să găsească cea mai bună soluție la o problemă de combinare".

Dezvoltarea calculului cuantic va permite, prezice el, rezolvarea problemelor matematice care altfel ar dura ani de zile, așa-numitele "probleme de optimizare combinatorie", care sunt utilizate în distribuția pachetelor, telecomunicații, prognoza meteo sau optimizarea rețelelor de energie.

Cibit-uri și Qubit-uri

În loc să folosească biți clasici, care sunt zero sau unu, calculul cuantic folosește un tip de bit cunoscut sub numele de qubit, care poate exista în ambele stări simultan.

Acest lucru permite ca un qubit să conțină mai multe informații decât un bit normal și ca computerele cu mulți qubits să le mărească exponențial, ceea ce deschide o gamă de noi posibilități computaționale.

Aplicații reale și viitorul calculului cuantic

"Tot ceea ce folosește un calculator în spate va fi modificat de calculul cuantic", spune Román Orús, fondator al Multiverse Computing, o firmă din San Sebastián (Spania) care proiectează aplicații industriale pe baza acestei tehnologii.

"Oamenii nu vor observa, dar vor începe să vadă cum se calculează rute mai bune pentru a călători și că răspunsurile IA sunt mai precise, iar toate acestea se vor face din cloud, deoarece nimeni nu va avea un calculator cuantic în mobilul său", explică el prin apel video.

Calculul cuantic are capacitatea de a simula modul în care funcționează natura, ceea ce deschide un nou domeniu pentru a înțelege cum să dezvolți materiale mai eficiente, mai rezistente, precum și molecule noi care accelerează dezvoltarea medicamentelor și procese de analiză mai bune pentru medii industriale. Calculatoarele actuale ar dura sute de ani pentru a le rezolva, explică Kuchkovsky.

Un calculator cuantic puternic ar putea, teoretic, să depășească multe dintre tehnicile actuale de criptare a datelor, ceea ce începe să fie o preocupare pentru guvernele și companiile tehnologice care gestionează miliarde de date.

Provocarea energetică este o altă provocare pe care această tehnologie ar putea ajuta la rezolvare, subliniază Kuchkovsky:

"Există deja unele studii care afirmă că calculul cuantic poate face inteligența artificială mai eficientă în utilizarea sa energetică".

Departamentul de Energie al Statelor Unite, țară care concentrează cel mai mare număr de centre de date (măsurate după consumul de energie), estimează că serverele IA din centrele de date ar putea consuma până la 326 de terawați pe oră până în 2028, de aproape opt ori mai mult decât au folosit în 2023.

Orús explică faptul că în compania sa au fost capabili să comprime memoria unui model lingvistic mare, cum ar fi ChatGPT, cu 90%, ceea ce reduce consumul său de energie și poate fi implementat în dispozitive precum mașini de spălat, drone sau mașini.

Șeful științific de la Origin Quantum, o companie chineză lider în dezvoltarea acestei tehnologii, a comentat pentru Computer Hoy că calculul cuantic ar putea transforma IA prin reducerea drastică a timpului de antrenament de la săptămâni la doar ore.

Provocările în calea calculatoarelor cuantice

Marea problemă este că încă nu a fost dezvoltat un calculator cuantic stabil, adică care să prezinte condițiile ideale pentru ca calculele cuantice să aibă loc.

Pentru început, în majoritatea calculatoarelor de acest tip, qubit-ii trebuie să funcționeze la temperaturi apropiate de zero absolut, adică sub -273 de grade Celsius.

Al doilea inconvenient este fiabilitatea. Toate cipurile de calculator fac erori, dar în calculatoarele și smartphone-urile actuale, ratele de eroare sunt minime. În qubit-ii, cea mai mică perturbare poate provoca o serie de erori în cascadă.

Investiții și competiție globală

Cursele pentru dezvoltarea de echipamente care rezolvă aceste probleme a atras companii din majoritatea economiilor dezvoltate.

În Statele Unite, Google, Microsoft și IBM, care au impulsionat industria acum aproximativ un deceniu, concurează acum pentru a construi "sfântul graal" al calculatoarelor.

China nu publică cifre despre investițiile sale planificate, dar mass-media chineză și grupuri de cercetare a politicilor americane, cum ar fi centrul de studii Rand Corp. și McKinsey au estimat angajamentul său pentru o perioadă similară între o mie și peste 15 miliarde de dolari.

Tencent, Alibaba și Baidu sunt unele dintre firmele care dezvoltă această tehnologie.

Europa, la rândul său, a investit mult capital și multă energie pentru a fi la zi și a nu pierde aura IA. În calculul cuantic, cu toate acestea, concurăm de la egal la egal cu alte regiuni, deoarece s-a investit destul de mult și înainte", rezumă Orús.

Și Kuchkovsky avertizează că "avem 30 de ani de dezvoltare în spate" și explică că un procent foarte mare de articole științifice provin de la cercetători și dezvoltatori europeni.

Expertul subliniază că există diverse companii precum Qilimanjaro, Pascal sau IQM Quantum Computers care au reușit să dezvolte hardware de înaltă calitate pe teritoriul comunitar.

În Spania, Barcelona Supercomputing Center găzduiește Quantum Spain, primul calculator cuantic spaniol de acces public construit cu tehnologie 100% europeană. Există, de asemenea, centre de acest tip în San Sebastián.

Orús este de părere că saltul se va produce cel mai târziu în următorul deceniu.

"Facem ceva foarte greșit. Algoritmii IA se bazează încă pe studii din anii șaizeci, ineficiente. Calculul cuantic este singura cale viabilă pentru această tehnologie".

Kuchkovsky împărtășește, de asemenea, prin apel video că World Mobile Congress din acest an – la care tocmai a participat – a văzut mult mai mult interes din partea entităților publice și private pentru a înțelege calculul cuantic.

"Sunt sigur că anul viitor va avea loc un boom în acest domeniu", încheie el.

Tendințe

Tendințe este un proiect al Джерело новини, cu care ziarul aspiră să deschidă o conversație permanentă despre marile provocări viitoare cu care se confruntă societatea noastră. Inițiativa este sponsorizată de Abertis, Enagás, EY, GroupM, Iberdrola, Iberia, Mapfre, Organizația Statelor Iberoamericane (OEI), Redeia și Santander și partenerul strategic Oliver Wyman.

Te poți înscrie aici pentru a primi newsletter-ul săptămânal al Джерело новини Tendințe, în fiecare marți, de la jurnalistul Javier Sampedro.