Con i computer quantistici già disponibili per uso commerciale, anche se non in grande quantità, credo che sia tempo che le aziende inizino a pensare a come inserirli nel loro arsenale di servizi IT. Il tempo stringe perché i team di sicurezza mettano in ordine le proprie difese in vista del primo attacco al computer quantistico.
In questo momento, non è proprio possibile acquistare l'ultimo modello di computer quantistico e provarlo. Ci vuole una vera potenza del cervello architettonico per far sì che una tale bestia computazionale si adatti a una struttura esistente.
Che tipo di architetto sarebbe necessario per un compito del genere e come sarebbe il progetto?
Quantum, Turbo e il gatto
Quando sono nate le prime auto turbo, sono state commercializzate apponendo la parola "Turbo" sul retro. La parola è diventata sinonimo di "potenza", quindi molto presto potresti trovare tutti i tipi di elettrodomestici e altri gadget decorati con la parola "turbo". Una cosa simile sembra essere accaduta con la parola "quantum", poiché la trovo in tutti i tipi di contesti strani come la progettazione di case o modelli di lavoro.
Il "gatto di Schrödinger" è un altro concetto che alcune persone associano alla tecnologia quantistica. Schrödinger era in corrispondenza con Einstein e utilizzò il gatto in un esperimento mentale inteso a smentire (in teoria) l'idea che la sovrapposizione potesse essere rivelata solo una volta osservata (prima che potesse essere qualsiasi cosa). Questa idea sul comportamento della meccanica quantistica è venuta da Niels Bohr e Werner Heisenberg ed è spesso definita "l'interpretazione di Copenaghen".
NB:Un recente articolo di Jussi Lindgren e Jukka Liukkonen "concludeva che la correlazione tra una posizione e lo slancio, ovvero la loro relazione, è fissa. In altre parole, la realtà è un oggetto che non dipende dalla persona che lo misura". Per me, questo è molto interessante perché continua ad alimentare una discussione iniziata 100 anni fa!
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Computer quantistico interno
Questo non vuol dire che ogni azienda debba avere il proprio computer quantistico; è un ordine difficile, in parte perché sono piuttosto costosi e piuttosto delicati da mantenere, ma anche per il ritmo vertiginoso dei progressi. Il rischio predominante che un computer quantistico sia obsoleto anche prima che venga eseguito correttamente è un po' scoraggiante e dovrebbe stimolare i piani per procurarsi un servizio del genere.
Inoltre, considera che i computer quantistici di oggi non hanno realmente un equivalente di Windows o Linux, un sistema operativo generico che funziona su molti hardware diversi per computer quantistici. Certo, ci sono progetti che hanno questo obiettivo, ma credo che dovremo passare attraverso alcune generazioni prima che emerga una sorta di standard.
È interessante notare che la soluzione interna per un computer quantistico richiederebbe molto di ciò che abbiamo visto agli albori dei computer mainframe. Stiamo parlando di posizione sontuosa, raffreddamento completo, consumo elettrico eccessivo, pulizia draconiana, accesso solo a esperti e, naturalmente, nessuna interferenza esterna di sorta. Se questa suona come la tua azienda, allora, con tutti i mezzi, vai avanti con un computer quantistico interno. Altrimenti, probabilmente vorrai considerare QCaaS—Quantum Computing as a Service.
QCaaS, velocità e fiducia
Dopo aver determinato il tuo fornitore di servizi di fiducia, ora ti viene chiesto come integrare questa bestia di servizi nel tuo attuale panorama IT. Da un punto di vista architettonico, è una buona idea collaborare con il team di sicurezza su questo. La connessione a un computer quantistico significa anche che può riconnettersi a te, ma con una differenza significativa nella potenza di elaborazione. Fai attenzione poiché non sai chi altro sta utilizzando lo stesso computer quantistico presso il tuo provider. La sicurezza è meglio servita come antipasto, non come dessert.
In precedenza ho parlato di come i computer quantistici possono utilizzare componenti di rete standard per comunicare e possono sfruttare molto bene i loro punti deboli. Quindi è tempo di prepararsi, altrimenti dovrai fidarti che il tuo provider ha adottato TUTTE le misure di sicurezza necessarie e che anche TUTTI i loro clienti possono essere considerati affidabili. Come dice l'adagio, "fidati, ma verifica".
Che tipo di architetto?
Quando si tratta di architetti IT, ci sono diverse aree di competenza all'interno di questa disciplina e ho pensato di citarne solo alcune per definire il panorama.
Impresa
È qui che dovrebbero iniziare i piani audaci. Il quadro più ampio dovrebbe, ovviamente, essere guidato dalle esigenze aziendali e alimentato dal mercato in continua evoluzione. Il tuo architetto aziendale dovrebbe presentare piani per le aree in cui l'informatica quantistica porterebbe un vantaggio competitivo all'azienda. Ad esempio, l'industria sanitaria è ovunque sui computer quantistici a causa della loro capacità di fare ciò che i computer classici non possono fare.
Applicazione
L'architetto dell'applicazione dovrà affrontare una sfida più approfondita poiché i dettagli devono essere scoperti. In che modo il computer quantistico interagirà con i sistemi legacy? In quale punto del flusso si posizionerà il computer quantistico e come reagirà il flusso alle domande binarie che ricevono risposte "non binarie"? Forse questo è un modo errato di visualizzare il problema:dopo tutto, non è la risposta a essere non binaria, ma piuttosto il processo per ottenere le risposte. Ad ogni modo, penso che questo aggiunga un tocco davvero interessante al processo, vero?
Poi c'è l'applicazione quantistica e come svilupparla. Forse non è necessario imparare la matematica e la programmazione dei computer quantistici per ottenere un vantaggio competitivo, ma scommetto che chi lo farà avrà un netto vantaggio. Poi c'è l'argomento secondo cui il tuo vantaggio sta tutto nei dati che possiedi e nelle domande che poni. Quindi forse basterà utilizzare le applicazioni disponibili dal tuo provider QCaaS. L'architetto dell'applicazione sarà quello che fornirà le risposte qui.
IA
Il vantaggio competitivo è nella programmazione vera e propria o sta nel porre le domande giuste e "solo" fornire i dati su cui il computer quantistico può lavorare? Quello che ho letto mi ha fatto considerare il potere di porre la domanda giusta, soprattutto se si considera un computer quantistico con capacità di intelligenza artificiale. Attualmente, i computer fanno solo ciò che diciamo loro di fare. L'intelligenza artificiale è seriamente ostacolata dalla mancanza di potenza di elaborazione nei computer classici, quindi è ragionevole presumere che un computer quantistico non solo sbloccherà quell'ostacolo ma aprirà anche uno spazio infinito affinché l'umanità possa porre le domande "giuste". non abbiamo considerato TUTTE le possibili conseguenze della nostra domanda, potremmo scoprire che è interpretata in un modo che non siamo riusciti a prevedere. Può un architetto progettare misure di sicurezza sufficienti per proteggerci dalla nostra stessa incapacità di prevedere il futuro?
Dati
Per il data architect, la sfida diventa ancora più granulare poiché i due ambienti, quantistico e classico, si collegheranno ai dati in modi molto diversi. Laddove il computer classico ha l'approccio di un Signore dei Sith e si occupa di assoluti, il computer quantistico è più un Jedi che può sentire il flusso e usare la forza per trovare la risposta. Ancora una volta, come far interagire i dati classici con i dati quantistici è un dilemma che mi fa girare la mente. Gli stessi dati verranno elaborati in modo completamente diverso in questi due ambiti, il che significa l' output deve essere gestito con molta attenzione.
Poiché i computer quantistici possono elaborare enormi quantità di informazioni e, allo stesso tempo, provare più soluzioni, la domanda diventa quindi come fornire tutti questi dati al computer quantistico. Anche con dischi veloci, è l'equivalente di avere un supercomputer che accede a un floppy disk 1.44. Mi aspetterei un importante ripensamento dell'archivio dati e dei tempi di accesso. E questo prima di considerare la sicurezza e l'integrità dei dati. Molto probabilmente, la tecnologia necessaria non è stata ancora inventata.
Nuvola
L'architetto del cloud deve affrontare il dilemma di come ottenere informazioni da e verso il computer quantistico. Tutto costa nel cloud e questo include il trasporto dei dati. A seconda del tipo di operazioni eseguite dal computer quantistico, potrebbe essere necessaria un'enorme quantità di dati per esplorare tutte le possibili soluzioni. Alimentare tutti questi dati attraverso il cloud potrebbe diventare costoso, ma forse il vantaggio aziendale supererà significativamente i costi.
D'altra parte, mi aspetto che la nuvola acquisisca una nuova dimensione se impiegassimo computer quantistici in orbita attorno alla terra. Esperimenti di successo sono già stati intrapresi nello spazio; tuttavia, anche se c'è abbondanza di vuoto e abbondanza di freddezza, c'è ancora la sfida dell'interferenza, ma senza dubbio lo vedremo presto risolto. Quindi penso che, essendo un architetto del cloud, hai il potenziale per sviluppare il tuo ruolo in una direzione molto interessante!
Sicurezza
La sfida dell'architetto della sicurezza non è da sottovalutare. Se inviti uno squalo a cena, non sorprenderti se consuma molto di più di quello che c'è sul tavolo. Quello a cui sto alludendo qui è il fatto che, dal momento che la maggior parte delle aziende sceglierà QCaaS, questo potrebbe aprire una strada a doppio senso tra il fornitore e i clienti. I protocolli di crittografia e sicurezza che abbiamo oggi hanno portato alla luce alcuni allarmisti che affermano che sarà una passeggiata per i computer quantistici violare qualsiasi sicurezza disponibile in pochi secondi. Altri ancora affermano che abbiamo già una sicurezza sufficiente e che non c'è motivo di preoccuparsi. Immagino che solo il tempo lo dirà.
Solo poche aziende hanno intrapreso azioni concrete quando si tratta di protezione dei dati con particolare riguardo ai computer quantistici. Ci sono diverse iniziative che lavorano per migliorare gli algoritmi di crittografia per garantire che anche un computer quantistico di rango non possa rompersi. Puoi cercare "crittografia post-quantistica" e troverai molte opinioni e fatti su Internet, ma non confondere i due. Dopo aver studiato un po' di sicurezza di base, ho imparato che "tutto ciò che serve è tempo" e che i computer quantistici del prossimo futuro saranno così potenti da poter letteralmente piegare il tempo. Mi chiedo cosa accadrà allora?
Rete
L'architetto della rete è il ninja di tutti loro. "Pensa velocemente, agisci più velocemente" è lo slogan del quartiere. Poiché i computer quantistici possono utilizzare la fibra ottica di cui disponiamo oggi per la comunicazione, è necessario rivedere anche gli elementi di configurazione nella rete e gli strumenti di monitoraggio. Osservare il trasferimento di rete TCP/IP è una cosa, ma come si fa a monitorare i singoli fotoni che ingrandiscono le linee? Per far funzionare tutto questo devono essere introdotti alcuni nuovi componenti, uno dei quali sono i "ripetitori quantici", una tecnologia che sarà incredibilmente impegnata. Detto questo, gran parte della tecnologia di rete sarà standard.
Avere computer quantistici che confrontano i dati o funzionano con "data lake" può esercitare una seria pressione sulla rete e, considerando la velocità con cui funzionano i computer quantistici, la necessità di un trasferimento di dati serio non è solo all'orizzonte, ma sta aprendo la porta principale giù!
Con la capacità di accedere e analizzare enormi quantità di dati e fornire risposte multiple in un vero e proprio vortice di elaborazione, le linee di rete traggono vantaggio dall'essere il più pulite possibile, il che significa non molto altro traffico o disturbo. I fotoni trasmessi tra i computer quantistici devono avere le loro informazioni "ripetute" dopo una certa distanza. Come gestire e fornire tutte le informazioni di controllo alle console con cui lavorano i tecnici di rete sarà una sfida enorme. Come puoi monitorare l'avanzamento di qualcosa che è già stato fatto prima che iniziasse?
Di che tipo di computer quantistico hai bisogno?
I computer quantistici sono disponibili in diversi gusti e mi aspetto che ne emergano ancora di più man mano che la tecnologia continua a maturare. A seconda delle esigenze della tua azienda, puoi optare per un tipo specifico di computer quantistico. Dai un'occhiata alle seguenti varianti:
Ricottura quantistica
La ricottura quantistica è la soluzione migliore per risolvere problemi di ottimizzazione, come l'ottimizzazione del flusso del traffico per ogni singolo veicolo in un'intera città (come Pechino). Questo è qualcosa che potrebbe essere eseguito in tempo reale e fornire continuamente istruzioni a ogni singola vettura. Meno congestione, tempi di percorrenza più brevi e minor impatto ambientale sarebbero i risultati immediati.
Simulazioni quantistiche
Le simulazioni quantistiche esplorano problemi specifici della fisica quantistica che vanno oltre le capacità dei sistemi classici, come le sfide farmaceutiche specifiche. Affinché un nuovo farmaco venga scoperto utilizzando l'alimentazione convenzionale del computer, c'è, in media, un tasso di fallimento del 90% negli studi clinici. E per raggiungere il mercato, il costo è di circa 2 miliardi di dollari in un periodo di dieci anni. Una società americana chiamata FAR Biotech sta ora "identificando molecole simili a farmaci nello spazio chimico di circa 1,5 trilioni di strutture chimiche (incluse nuove entità chimiche, composti noti e farmaci di riutilizzo) e accedendo ai dati di oltre 200 modelli di bersagli terapeutici umani". Tutto questo sarà fatto in una frazione del tempo impiegato da un computer classico per raggiungere anche i primi guasti. Qui puoi davvero vedere il vantaggio competitivo.
Quantum universale
I computer quantistici universali sono i più potenti e generalmente applicabili in cui è possibile indirizzare qualsiasi calcolo estremamente complesso e ottenere una soluzione rapida:è qui che l'intelligenza artificiale cerca una spinta. Posso immaginare che la NASA stia cercando di utilizzare questo tipo di computer quantistico per tracciare i circa 20.000 pezzi di detriti spaziali più grandi che orbitano attorno alla Terra e rappresentano una seria minaccia per i veicoli spaziali. Ci sono anche circa 500.000 pezzi di detriti più piccoli delle dimensioni di una biglia o più grandi, e ci sono molti milioni di pezzi di detriti così piccoli che al momento non possono essere rintracciati. Ma un computer quantistico avrebbe la capacità di farlo.
Risposte abbastanza ragionevoli
Come ho detto prima, i nostri computer attuali sono proprio come un Signore dei Sith:trattano assoluti nel senso che sono binari: o 1 o 0. Il computer quantistico può gestire entrambi . Può effettivamente gestire simultaneamente tutte le possibili versioni comprese tra 1 e 0. Il risultato è una probabilità, che quindi rende l'interazione tra un classico e un quantistico un terreno di gioco per incomprensioni. Il sistema classico sarà in grado di porre una domanda e, in cambio, accettare una risposta di ciò che è più probabile ? Posso vedere come gli architetti IT debbano avere una comprensione molto più profonda di come questi due mondi differiscono e delle condizioni necessarie affinché questi mondi molto diversi interagiscano in modo sicuro e coerente.
Essere al sicuro insieme
Forse sei un architetto IT e fai la progettazione box-and-lines quando integri un computer quantistico con il panorama IT esistente, quindi lascia che i singoli team analizzino i dettagli. Potrebbe funzionare, ma ti suggerisco di impegnarti a un livello più dettagliato.
Un computer quantistico è come avere un'auto con un milione di cavalli in grado di attraversare qualsiasi ostacolo, volare e tuffarsi allo stesso tempo, inoltre può cambiare continuamente colore e forma. Ora prova a metterlo su una strada normale e fallo interagire con le auto normali. Inutile dire che questo non funzionerà senza un design molto intelligente che protegga entrambe le parti l'una dall'altra ma sia comunque in grado di svolgere il lavoro di trasporto di persone tra luoghi diversi.
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Conclusione
Molte volte sono rimasto colpito dagli architetti IT quando presentano qualcosa di nuovo in un modo che sia allo stesso tempo elegante e avvincente. Progettare e spiegare qualcosa di "futuristico" ma ancora con un percorso chiaro su come arrivarci e perché ha senso è il regalo più grande. Come amministratori di sistema, dobbiamo trasformare i piani in realtà, ma il calcolo quantistico va oltre ciò che sappiamo e comprendiamo attualmente. Un computer quantistico è una bestia diversa da qualsiasi angolazione, ma la sfida è che è letteralmente tutti gli angoli allo stesso tempo. Molto probabilmente il Quantum Computing as a Service sarà l'inizio del modo in cui le aziende utilizzeranno questi servizi, ma configurarlo in modo sicuro e utile sarà una sfida.
Che tipo di computer quantistico usare è un altro aspetto impegnativo, così come come alimentarlo con dati sufficienti per trovare la risposta più probabile. Il modo in cui poniamo domande a un computer quantistico determinerà il tipo di risposte che otteniamo. L'unica raccomandazione che posso offrire è:conoscere i computer quantistici, come si evolvono, cosa possono fare, come comunicano e quali sono le opportunità oltre ai rischi. I computer quantistici sono qui ora e, in pochi anni, ci saranno ancora più aziende che si rivolgeranno a QCaaS. Seguirai la folla o guiderai?