خلاصه ای از گزارش Quantum Insider از بازار کوانتوم و بازیگران اصلی_صبح سریع

 با این حال، گسترش فناوری‌های کوانتومی به اکوسیستمی جامع از گسترش‌دهندگان، فراهم‌کنندگان زیرساخت و فناوری‌های توانمند کننده نیاز دارد.نقشه بازار فروشندگان “Quantum Insider” بازیگران کلیدی را در چهار قسمت مهم دسته‌بندی می‌کند:

 کاربردهای کوانتومی

برنامه‌های کاربردی کوانتومی در حال حل مسائل واقعی در صنایع گوناگون می باشند، اگرچه این فرآیند تا این مدت در مرحله های ابتدایی خود است. برخی از برنامه‌های کلیدی شامل:

مالی: مدل‌سازی ریسک، بهینه‌سازی پرتفو و شناسایی تقلب.

داروسازی: کشف دارو و همانند‌سازی مولکولی.

لجستیک: بهینه‌سازی مسیرها و تخصیص منبع های.

علم مواد: طراحی مواد تازه و نوآوری در ذخیره‌سازی انرژی.

با وجود پیشرفت‌ها، این برنامه‌ها به شدت به سخت‌افزار وابسته می باشند. تعداد بسیاری از راه‌حل‌ها به طور الگوریتم‌های ترکیبی کوانتومی-کلاسیک عمل می‌کنند، چون پردازنده‌های کوانتومی تا این مدت به بلوغ نرسیده‌اند.

نقش نرم‌افزار 

برای پر کردن شکاف بین سخت‌افزار کوانتومی و کاربران، یک لایه نرم‌افزاری قوی الزامی است. این قسمت شامل:

کنترل کوانتومی و افت اشتباه: مطمعن از عملیات پایدار و قابل مطمعن کیوبیت‌ها.

پلتفرم‌های برنامه‌نویسی کوانتومی: ساده‌سازی گسترش الگوریتم‌ها.

دسترسی به واحدهای پردازش کوانتومی (QPU) ابری: فراهم کردن دسترسی از راه دور به سخت‌افزار کوانتومی.

همانند‌سازها و امولاتورهای کوانتومی: امکان همانند‌سازی حرکت کوانتومی توسط ماشین‌های کلاسیک.

برخی از بازیگران کلیدی در این فضا شامل Q-CTRL، Riverlane و Quantinuum برای نرم‌افزارهای کنترل و AWS، Azure و Google Cloud برای دسترسی به QPUهای ابری می باشند.

سخت‌افزار کوانتومی

در هسته زنجیره فراهم کوانتوم، واحدهای پردازش کوانتومی (QPUها) قرار دارند. بازار به چندین معماری رقابتی تقسیم شده است:

کیوبیت‌های ابررسانا: IBM، Rigetti، D-Wave و دیگران.

کیوبیت‌های یون به دام افتاه: شرکت‌هایی همچون IonQ و Quantinuum.

کیوبیت‌های اتم خنثی: QuEra و Pasqal.

کیوبیت‌های مبتنی بر سیلیکون: Diraq و Quantum Motion.

کیوبیت‌های مبتنی بر فوتونیک: PsiQuantum و Xanadu.

هیچ معماری به‌طور قطعی به گفتن برنده آشکار اشکار نشده است. به گمان زیاد، انواع گوناگون سخت‌افزار کوانتومی در یک اکوسیستم محاسباتی ترکیبی همزیستی خواهند داشت، شبیه به نحوه کارکرد امروز CPUها، GPUها و TPUها.

اجزای سخت‌افزاری

محاسبات کوانتومی به یک زنجیره فراهم گسترده از اجزای سخت‌افزاری خاص نیاز دارد. برخلاف کامپیوترهای کلاسیک که از تشکیل نیمه‌رساناهای بالغ منفعت گیری می‌کنند، ماشین‌های کوانتومی به کرایوژنز، لیزرهای دقیق و الکترونیک‌های کنترل سفارشی نیاز دارند.فراهم‌کنندگان مهم سخت‌افزار شامل:

کرایوژنز و تست: Oxford Instruments، Bluefors، ICE و دیگران.

لیزرها و اپتیک: شرکت‌هایی همانند Vescent و Coherent.

الکترونیک‌های کنترل و پردازش سیگنال: Keysight Technologies و Qblox.

بدون این فناوری‌های توانمند کننده، کامپیوترهای کوانتومی هم چنان در سطح نظری باقی می‌ماند. پیشرفت در کرایوژنز و الکترونیک‌های کنترل برای بهبود ارامش، هم‌دوسی و نرخ خطاها الزامی است—که همه برای مقیاس تجاری محاسبات کوانتومی اهمیت دارند.

رشد بازار و چشم‌انداز رقابتی

با وجود مانع ها فنی، اندوخته‌گذاری در محاسبات کوانتومی در حال افزایش است. دولت‌ها، آژانس‌های دفاعی و رهبران قسمت خصوصی پیش بینی میکنند که برتری کوانتومی منافع اقتصادی و استراتژیک را در دهه آینده به ارمغان خواهد آورد.

رشد اندوخته‌گذاری: اندوخته‌گذاری در کوانتوم به بیشتر از ۳۰ میلیارد دلار در سطح جهانی افزایش یافته است.

گسترش بازار: پیش‌بینی می‌شود که صنعت کوانتوم تا سال ۲۰۴۰ به بیشتر از ۱۰۰ میلیارد دلار برسد.

اندوخته‌گذاری دولتی: ایالات متحده، چین و اتحادیه اروپا پیشگام در ابتکارات ملی کوانتومی می باشند، به‌طوری‌که فناوری کوانتومی برتری ژئوپلیتیکی باقی می‌ماند.

با این حال، تجاری‌سازی هم چنان یک چالش است. پذیرفتن تجاری گسترده محاسبات کوانتومی پیش از سال ۲۰۳۵ دور از انتظار به نظر می‌رسد، چون مقیاس‌پذیری سخت‌افزار و یکپارچگی نرم‌افزار تا این مدت از مانع ها کلیدی باقی مانده‌اند.