Quantum Meets AI: Morgan Stanley открывает новый технологический рубеж

dailyblitz.de 2 месяцы назад

Широко признано, что квантовые вычисления остаются долгосрочной ставкой, а коммерциализация маловероятна до 2030-х годов, если не позже.

Энтузиазм инвесторов резко упал в начале января после того, как генеральный директор Nvidia Дженсен Хуанг отметил, что до «очень полезных» квантовых компьютеров еще много лет. Однако с тех пор запасы квантовых вычислений (IonQ, Rigetti Computing, D-Wave Quantum и Quantum Computing) резко возросли, увеличив рыночную капитализацию на миллиарды долларов.

Последний отчет Morgan StanleyКвантовые вычисления: как это повлияет на ИИ? ", предлагает один из самых полных обзоров на сегодняшний день, отображая развивающийся квантовый ландшафт и его Растущая конвергенция с бумом искусственного интеллекта.

Команда аналитиков во главе с Шоном Кимом рассказала клиентам, что квантовые вычисления — это... Вступление в новую эруотмеченный прорывы Например, чипы Microsoft «Majorana 1» и Google «Willow», которые обещают превзойти современные суперкомпьютеры.

Они отметили, что эти Достижения могут ускорить развитие ИИ Это позволяет решать проблемы, которые в настоящее время находятся вне досягаемости классических вычислений. Вместо замены классических систем квантовые вычисления будут служить мощным ускорителем.Расширение возможностей ИИ, особенно в области финансов, логистики, фармацевтики и энергетики.

В то время как практические приложения остаются на ранних стадиях, облачный доступ от больших технологий делает квантовые инструменты все более доступными. Хотя Широкая коммерциализация еще через несколько летРанние инвестиции в экосистему квантового ИИ уже начались, и растущие спекуляции по поводу долгосрочного потенциала отрасли привели к росту соответствующих акций.

Вот как это Аналитики формируют более широкий взгляд на индустрию квантовых вычислений Для клиентов:

Квантовый скачок за пределы Силиконового века. Квантовые чипы Microsoft Majorana 1 или Google Willow были запущены в начале этого года, представляя собой сдвиг парадигмы в способности использовать законы квантовой механики для выполнения вычислений на порядок быстрее, чем современные суперкомпьютеры. Это может привести к более быстрым прорывам в области искусственного интеллекта, которые в настоящее время находятся вне досягаемости классических вычислений, трансформируя то, как мы подходим к сложным проблемам, разрабатываем интеллектуальные системы и делаем прогнозы с уровнем точности и скорости, который ранее был невозможен.
Мощная синергия – расширение возможностей ИИ. Мы рассматриваем слияние скорости квантовых вычислений с обучающей силой ИИ как партнерство, а не соревнование с классическими вычислениями. Квантовые чипы предназначены для работы в качестве квантовых ускорителей наряду с системами ИИ, чтобы разблокировать совершенно новые возможности, которые могут усилить потенциал ИИ за пределами досягаемости классических вычислений. Эти две технологии имеют очень разные сильные стороны и, следовательно, поддаются различным вариантам использования с ИИ, превосходящим в творчестве, языке и обработке видео, в то время как квантовые вычисления более подходят для решения сложных проблем, которые выходят за рамки возможностей классических алгоритмов.
Не будет недостатка в коммерческих приложениях. Квантовые вычисления стали более доступными, поскольку крупные технологические компании теперь предлагают услуги через свои облачные сервисы, сокращая разрыв между теорией и практической реализацией с потенциалом изменить многие отрасли, такие как финансы, фармацевтика, логистика и энергетика, решая сложные проблемы ИИ гораздо быстрее, чем классические компьютеры. Большинство реальных применений сегодня относительно невелики и все еще находятся в разработке, но будущее выглядит многообещающим.
Подготовка к квантовому будущему ИИ. Практическое применение и интеграция квантовых вычислений в системы ИИ все еще находятся на ранних стадиях разработки, но, как и в первые дни полупроводников, ранние инвестиции в успешные квантовые компании и их экосистемы, вероятно, принесут существенную отдачу. Важный вопрос остается вокруг коммерческой временной шкалы, хотя многие ранние лидеры являются действующими лицами и некоторыми стартапами.

Аналитики отметили, что Обоснование публикации этого доклада Для клиентов:

Почему мы пишем этот отчет: После нашего первого глубокого погружения в квантовые вычисления почти пять лет назад (The New Processing Paradigms, 19 июля 2020 года) мы хотели подвести итоги многих движущихся частей в секторе после того, как несколько технологических гигантов выпустили новые квантовые чипы в начале этого года. Гипермасштабисты, такие как Google (Willow), Microsoft (Majorana1), IBM и Amazon (Ocelot), инвестируют в быстро развивающуюся квантовую гонку. Некоторые из них сотрудничают с компаниями, занимающимися квантовыми компьютерами, а некоторые делают это самостоятельно. В этом докладе Мы фокусируемся на квантовых разработках и на том, как они могут повлиять на ИИ в трех областях: вычисления, метрология и связь. - в случае коммерческого использования. Поскольку рынок квантовых вычислений продолжает развиваться, информированность о достижениях, коммерческих приложениях и нормативных изменениях будет иметь важное значение для принятия обоснованных инвестиционных решений в этом развивающемся секторе.

Предоставлено больше информации о влиянии квантовых вычислений на ИИ:

Квантовые вычисления позволяют ИИ мыслить намного быстрее, вводя недетерминированные и вероятностные элементы, которые позволяют более интуитивно понятные рассуждения по сравнению с текущим ИИ, который в значительной степени является сложной машиной распознавания образов. Используя квантовую суперпозицию, запутанность и интерференцию, новые квантовые модели ИИ предлагают потенциал для значительного снижения как вычислительных затрат, так и энергопотребления. По мере развития квантовых вычислений его интеграция с ИИ может открыть совершенно новые подходы, которые более эффективны, обеспечивают значительно лучшую точность и, следовательно, лучшую производительность. Инструменты ИИ, такие как ChatGPT, уже оказали глубокое влияние на общество, но критическим ограничением является необходимость в вычислительных гигантах, использующих классические большие языковые модели (LLM), которые дороги в обучении. С меньшим количеством необходимых параметров квантовые модели могут сделать ИИ более устойчивым, решая одну из самых больших проблем, стоящих сегодня перед отраслью.

Квантовые компьютеры существуют уже несколько десятилетий, но в основном в качестве экспериментальных моделей в научно-исследовательских институтах и технологических компаниях. В отличие от классических вычислительных моделей, которые представляют собой двоичные представления электрических переключателей (транзисторов), квантовые компьютеры измеряют состояния субатомных частиц с помощью кубитов (квантовых битов). Квантовые компьютеры все еще недостаточно мощны сегодня, чтобы сделать что-либо коммерчески жизнеспособное в ИИ, из-за чувствительности квантовых систем к шуму и ошибкам. Тем не менее, отраслевые эксперты и поставщики гипермасштабных облачных сервисов прогнозируют, что сроки практического коммерческого применения квантовых компьютеров могут составить всего пять лет.

Квантовый компьютер. Квантовые компьютеры хранят и обрабатывают квантовые данные в отличие от двоичных данных. В отличие от современных систем ИИ, которые полагаются на чипы GPU или ASIC, квантовые компьютеры используют такие технологии, как сверхпроводящие схемы, захваченные ионы и нейтральные атомы в высоко изолированных средах для защиты своей хрупкой обработки. Основная проблема заключается в масштабировании и улучшении оборудования для полного использования потенциала квантовых вычислений, который имеет ряд важных применений в вычислительных областях, включая оптимизацию, энергоэффективность и машинное обучение. Квантовые компьютеры также известны своим потенциалом для выполнения алгоритма Шора, который можно использовать для факторизации больших чисел для расшифровки передачи данных.
Квантовая связь (передача квантовых сигналов). Квантовая связь использует свойства, уникальные для физики квантовой механики, открывая новые парадигмы для связи, которые не могут быть реализованы классической (неквантовой) связью. Квантовая связь может улучшить способность ИИ обрабатывать и обмениваться данными в реальном времени в распределенных сетях и обеспечивать сверхбезопасную передачу данных. Распределенные квантовые компьютеры и квантовые датчики взаимосвязаны с квантовой сетью связи в квантовом эквиваленте классического Интернета.
Квантовая метрология и зондирование. При этом используются физические свойства квантовых систем — фотонов и атомов — для установления стандартов единиц измерения в науке и промышленности, а также для разработки других высокоточных технологий. Усовершенствованные технологии визуализации и зондирования от квантовых датчиков в сочетании с ИИ могут достичь прорывов в таких областях, как автономные системы, медицинская диагностика и мониторинг окружающей среды. Примеры использования включают квантовую визуализацию или квантовый радар, которые компрометируют технологию скрытности. Это также единственный известный способ обнаружения темной материи и энергии.

Прежде чем читатели будут слишком взволнованы квантовыми акциями, аналитики отмечают: "" Квантовая все еще находится в зачаточном состоянии. "

Возможно, наиболее интригующим является то, что аналитики считают квантовую гонку расколом между Западом и Востоком.

Вот основные игроки, которые можно наблюдать в космосе:

IBM Наиболее продвинутая экосистема, нацеленная на 200+ логических кубитов и коммерциализацию к 2029 году.
Microsoft Изменяющая игру топологическая кубитная архитектура.
Google «Willow» чип достиг больших вех исправления ошибок.
Amazon — чип «Оцелот»; работа над коррекцией бозонных ошибок.
IonQ, Rigetti, Quantinuum Специализированные квантовые стартапы с широкими партнерскими отношениями.

Акции Pure Play и Big Tech

А теперь к Самое важное для инвесторовСроки коммерциализации.

По мнению аналитиков:

Какое время? Консенсусный график квантовых вычислений предполагает появление значимых коммерческих приложений около 2029-30 годов, причем более продвинутые квантовые вычисления в масштабе полезности ожидаются в начале-середине 2030-х годов. Сроки коммерциализации квантовых вычислений варьируются в зависимости от различных этапов, с несколькими ключевыми временными рамками, возникающими у отраслевых экспертов и компаний в этой области. Существуют скоординированные усилия со стороны компаний и правительств, чтобы сделать квантовую работу и все еще в первую очередь на этапе исследований и разработок. Многие эксперты считают, что вероятность Q-дня до 2030 года составляет более 50%. Компании серьезно относятся к этому, вкладывая миллиарды в подготовку и, вероятно, начнут извлекать ценность задолго до этого с помощью облачных предложений, которые уже доступны сегодня для базовых квантовых вычислений.

Текущее состояние (2025): Квантовые вычисления все еще находятся в основном на стадии исследований и разработок. Такие компании, как Rigetti, работают над масштабированием своих систем, планируя достичь 100 кубитов к концу 2025 года с целевым улучшением показателей ошибок.
Коммерческие приложения (2029-2030): Многочисленные источники указывают на то, что значимые коммерческие применения квантовых вычислений ожидаются примерно через 4-5 лет:
Криптографические угрозы (2030): К 2030 году ожидается появление криптоаналитически релевантного квантового компьютера, способного нарушать общие схемы открытых ключей, такие как RSA или ECC. Национальный институт стандартов и технологий (NIST) установил 2030 год в качестве временной шкалы для реализации алгоритмов квантовой безопасности и обесценивания используемых в настоящее время криптографических методов.

Дорожная карта