量子コンピューターは、大量ではありませんが、すでに商用利用が可能になっているので、企業がITサービスの武器にどのように組み込むかを検討し始める時が来たと思います。最初の量子コンピューター攻撃に先立って、セキュリティチームが防御策を講じる時間が不足しています。
今のところ、最新の量子コンピューターモデルを購入して試してみるのは実際には不可能です。このような計算上の獣を既存の構造に実際に適合させるには、実際のアーキテクチャの頭脳の力が必要です。
そのような作業にはどのような建築家が必要で、デザインはどのようになりますか？
クォンタム、ターボ、猫
最初の数台のターボ車が登場したとき、それらは背面に「ターボ」という言葉を貼り付けて販売されていました。この言葉は「パワー」の代名詞になったので、すぐに「ターボ」という言葉で飾られたあらゆる種類の家電製品やその他のガジェットを見つけることができました。家のデザインや作業モデルなど、あらゆる種類の奇妙な文脈で見られるように、「量子」という言葉でも同様のことが起こったようです。
「シュレディンガーの猫」は、量子技術に関連するもう1つの概念です。シュレーディンガーはアインシュタインに対応しており、重ね合わせは一度観察された場合にのみ明らかになるという考えを（理論的には）反証することを目的とした思考実験で猫を使用しました（それ以前は何でもかまいません）。量子力学がどのように振る舞うかについてのこの考えは、ニールス・ボーアとヴェルナー・ハイゼンベルクから来ており、しばしば「コペンハーゲン解釈」と呼ばれています。
注：JussiLindgrenとJukkaLiukkonenの最近の記事では、「場所と運動量の相関関係、つまりそれらの関係は固定されていると結論付けています。つまり、現実はそれを測定する人に依存しないオブジェクトです。」私にとって、これは100年前に始まった議論を刺激し続けているので、非常にクールです！
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社内量子コンピューター
これは、各企業が独自の量子コンピューターを持っている必要があるということではありません。これは難しい注文です。これは、非常に高価で保守が非常に難しいこともありますが、進歩のペースが非常に速いことも理由の1つです。量子コンピューターが適切に実行される前に古くなるという主なリスクは少し気が遠くなるようなものであり、そのようなサービスを調達する計画に拍車をかけるはずです。
また、今日の量子コンピューターには、実際にはWindowsやLinuxに相当するものがないことを考慮してください。これは、多くの異なる量子コンピューターハードウェアで動作する一般的なオペレーティングシステムです。もちろん、この目的を持ったプロジェクトもありますが、ある種の標準が出現するまでには、数世代を経る必要があると思います。
興味深いことに、量子コンピューターの社内ソリューションには、メインフレームコンピューターの初期に見られたものの多くが必要になります。贅沢なロケーション、包括的な冷却、過度の電力消費、厳格な清潔さ、専門家によるアクセスのみ、そしてもちろん、外部からの干渉は一切ありません。これがあなたの会社のように聞こえるなら、ぜひ、社内の量子コンピューターを使ってください。それ以外の場合は、QCaaS-サービスとしての量子コンピューティングを検討することをお勧めします。
QCaaS、スピード、信頼
信頼できるサービスプロバイダーを決定した後、このサービスビーストを現在のITランドスケープに統合する方法に挑戦します。アーキテクチャの観点から、これについてセキュリティチームと協力することをお勧めします。量子コンピューターに接続するということは、それがあなたに戻って接続できることも意味しますが、処理能力に大きな違いがあります。プロバイダーで同じ量子コンピューターを使用している人が他にいないので、注意してください。セキュリティは、デザートとしてではなく、スターターとして提供するのが最適です。
私は以前、量子コンピューターが標準のネットワークコンポーネントを使用して通信し、その弱点をうまく活用する方法について話しました。ですから、準備を整える時が来ました。さもないと、プロバイダーが必要なすべてのセキュリティ対策を講じており、すべての顧客も信頼できることを信頼する必要があります。格言が進むにつれて、「信頼するが、検証する」
どのような建築家ですか？
ITアーキテクトに関しては、この分野にはいくつかの専門分野があります。状況を把握するために、ほんの数例だけ言及したいと思います。
エンタープライズ
ここから大胆な計画を開始する必要があります。もちろん、全体像はビジネス要件によって推進され、絶えず変化する市場によって促進されるべきです。エンタープライズアーキテクトは、量子コンピューティングがビジネスに競争力をもたらす分野の計画を提示する必要があります。たとえば、ヘルスケア業界は、従来のコンピューターでは不可能なことを実行できるため、量子コンピューターのいたるところにあります。
アプリケーション
詳細を明らかにする必要があるため、アプリケーションアーキテクトはより詳細な課題を抱えることになります。量子コンピューターはレガシーシステムとどのように相互作用しますか？フローのどこに量子コンピューターが置かれ、「非バイナリ」の回答を受け取ったバイナリの質問にフローはどのように反応しますか？おそらく、それは問題を視覚化する誤った方法です。結局のところ、非バイナリであるのは答えではなく、答えを取得するプロセスです。いずれにせよ、これはプロセスに本当に興味深いフレーバーを追加すると思いますね
次に、量子アプリケーションとその開発方法があります。おそらく、競争力を得るために量子コンピューターの数学やプログラミングを学ぶ必要はないでしょうが、そうする人には確かな利点があると思います。次に、あなたの利点はあなたが所有するデータとあなたが尋ねる質問にすべてあるという議論があります。したがって、QCaaSプロバイダーから入手できるアプリケーションを使用するだけで十分かもしれません。ここで答えを提供するのはアプリケーションアーキテクトです。
AI
実際のプログラミングにおける競争力はありますか、それとも適切な質問をして、量子コンピューターが機能するデータを「ただ」提供することでしょうか。私が読んでいることで、特にAI機能を備えた量子コンピューターを検討する場合、正しい質問をすることの力について考えるようになりました。現在、コンピューターは私たちが指示したことだけを実行します。 AIは、従来のコンピューターの処理能力の欠如によって深刻に妨げられているため、量子コンピューターがその障害を解き放つだけでなく、人類が「正しい」質問をするための無限のスペースを開くと考えるのは合理的です。私たちの質問の考えられるすべての結果を考慮していませんが、それは私たちが予測できなかった方法で解釈されていることに気付くかもしれません。建築家は、私たち自身が将来を予測できないことから私たちを保護するのに十分な安全対策を設計できますか？
データ
データアーキテクトにとって、2つの環境（クォンタムとクラシック）は非常に異なる方法でデータに関連するため、課題はさらに細かくなります。古典的なコンピューターがシス卿のアプローチを持ち、絶対者を扱う場合、量子コンピューターは、流れを感じ、力を使って答えを見つけることができるジェダイのようなものです。繰り返しになりますが、古典的なデータを量子データと相互作用させる方法は、私の心を回転させるジレンマです。同じデータは、これら2つのレルムでまったく異なる方法で処理されます。つまり、出力 非常に注意深く管理する必要があります。
量子コンピューターは膨大な量の情報を処理すると同時に、複数の解決策を試すことができるため、問題は、このすべてのデータを量子コンピューターにどのように提供するかということです。高速ディスクの場合でも、スーパーコンピューターが1.44フロッピーディスクにアクセスするのと同じです。データストアとアクセス時間の大幅な再考を期待しています。そしてこれは、データのセキュリティと整合性を検討する前です。おそらく、必要な技術はまだ発明されていません。
クラウド
クラウドアーキテクトは、量子コンピューターとの間で情報をやり取りする方法のジレンマに直面しています。クラウドではすべてのコストがかかり、データの転送も含まれます。量子コンピューターが実行する操作の種類によっては、考えられるすべての解決策を検討するために大量のデータが必要になる場合があります。このすべてのデータをクラウド全体に提供するにはコストがかかる可能性がありますが、おそらくビジネス上のメリットがコストを大幅に上回ります。
一方、地球を周回する量子コンピューターを採用すれば、クラウドは新たな次元を迎えることになると思います。成功した実験はすでに宇宙で行われています。ただし、真空が十分にあり、寒さが豊富な場合でも、干渉の問題があります。しかし、すぐにそれが分類されることは間違いありません。ですから、クラウドアーキテクトであるあなたには、非常に興味深い方向に自分の役割を発展させる可能性があると思います！
セキュリティ
セキュリティアーキテクトの課題は過小評価されるべきではありません。サメを夕食に招待する場合、テーブルにあるものよりも多くを消費しても驚かないでください。ここで私がほのめかしているのは、ほとんどの企業がQCaaSを採用するため、これによりプロバイダーと顧客の間に双方向の道が開かれる可能性があるという事実です。私たちが今日持っている暗号化とセキュリティのプロトコルは、量子コンピューターがほんの数秒で利用可能なすべてのセキュリティを破るのは公園を散歩するだろうと主張するいくつかの脅迫者を生み出しました。さらに、私たちにはすでに十分なセキュリティがあり、心配する必要はないと主張する人もいます。時間だけがわかると思います。
量子コンピューターに関して特にデータ保護に関して実際に行動を起こした企業はごくわずかです。ランクの量子コンピューターでさえも壊れないようにするために、暗号化アルゴリズムの改善に取り組んでいるいくつかのイニシアチブがあります。 「ポスト量子暗号」を検索すると、インターネット上でたくさんの意見や事実を見つけることができます。この2つを混同しないでください。いくつかの基本的なセキュリティを研究した結果、「必要なのは時間だけ」であり、近い将来の量子コンピューターは文字通り時間を曲げることができるほど強力になることを学びました。それではどうなるのだろうか？
ネットワーク
ネットワークアーキテクトはそれらすべての忍者です。 「すばやく考え、すばやく行動する」は、近所のタグラインです。量子コンピューターは現在の光ファイバーを通信に利用できるため、ネットワーク内の構成項目や監視ツールも検討する必要があります。 TCP / IPネットワーク転送を検討することは1つのことですが、ラインを横切ってズームする個々のフォトンをどのように監視しますか？これらすべてを機能させるには、いくつかの新しいコンポーネントを導入する必要があります。そのうちの1つは「量子リピーター」であり、信じられないほど忙しいテクノロジーです。そうは言っても、ネットワークテクノロジーの多くは標準的なものになるでしょう。
データを比較したり、「データレイク」と連携したりする量子コンピューターを使用すると、ネットワークに深刻な圧力がかかる可能性があります。量子コンピューターの動作速度を考慮すると、深刻なデータ転送の必要性は、間近に迫っているだけでなく、正面玄関を蹴っています。ダウン！
膨大な量のデータにアクセスして処理し、処理の真の渦の中で複数の回答を提供する能力を備えたネットワーク回線は、他のトラフィックや妨害が多くないことを意味する、可能な限りクリーンであるという利点があります。量子コンピューター間で送信される光子は、一定の距離を置いた後、情報を「繰り返す」必要があります。ネットワーク技術者が使用するコンソールにすべての制御情報を管理してフィードする方法は、大きな課題になります。開始前にすでに行われていることの進行状況をどのように監視できますか？
どのタイプの量子コンピューターが必要ですか？
量子コンピューターにはさまざまな種類がありますが、テクノロジーが成熟し続けるにつれて、さらに多くの種類が出現することを期待しています。会社のニーズに応じて、特定の種類の量子コンピューターを選択できます。次のバリエーションを確認してください：
量子アニーリング
量子アニーリングは、都市全体（北京など）の個々の車両の交通流を最適化するなど、最適化問題を解決するのに最適です。これは、リアルタイムで実行でき、個々の車に継続的に指示を与えることができるものです。混雑が減り、移動時間が短くなり、環境への影響が少なくなると、すぐに結果が得られます。
量子シミュレーション
量子シミュレーションは、特定の製薬上の課題など、従来のシステムの能力を超えた量子物理学の特定の問題を調査します。従来のコンピューター電源を使用して新薬を発見する場合、臨床試験では平均して90％の失敗率があります。そしてそれが市場に出回るには、10年間で約20億ドルの費用がかかります。 FAR Biotechと呼ばれるアメリカの会社は、現在、「約1.5兆の化学構造（新しい化学物質、既知の化合物、転用薬を含む）の化学空間全体でドラッグライクネス分子を特定し、200以上のモデルのデータにアクセスすることでプロセスを進めています。人間の治療標的の。」これはすべて、従来のコンピューターが最初の障害に到達するのにかかる時間のほんの一部で実行されます。ここでは、競争力を実際に見ることができます。
ユニバーサルクォンタム
ユニバーサル量子コンピューターは最も強力で最も一般的に適用可能であり、非常に複雑な計算をターゲットにして迅速なソリューションを得ることができます。ここで、人工知能が後押しを求めています。 NASAは、このタイプの量子コンピューターを使用して、地球を周回し、宇宙船に深刻な脅威をもたらす約20,000個の大きなスペースデブリを追跡しようとしていると想像できます。また、大理石以上のサイズの小さな破片が約50万個あり、現在追跡できないほど小さい破片が何百万個もあります。しかし、量子コンピューターにはそうする能力があります。
かなり合理的な答え
前に言ったように、現在のコンピューターはシス卿のようなものです。バイナリであるという意味で絶対的に処理します。どちらか 1または0。量子コンピューターは両方を処理できます。 。実際には、1から0までのすべての可能なバージョンを同時に処理できます。結果は確率であり、これにより、古典と量子の間の相互作用が誤解の遊び場になります。従来のシステムは質問を投げかけ、その見返りとして、最も可能性が高い答えを受け入れることができますか？ ？ ITアーキテクトが、これら2つの世界の違いと、これらの非常に異なる世界が安全かつ一貫して相互作用するために必要な条件について、より深く理解する必要があることがわかります。
一緒に安全であること
おそらくあなたはITアーキテクトであり、量子コンピューターを既存のITランドスケープと統合するときにボックスアンドライン設計を行い、個々のチームに詳細を分析させます。うまくいくかもしれませんが、もっときめ細かいレベルで取り組むことをお勧めします。
量子コンピューターは、100万馬力の車を持っているようなもので、あらゆる障害物を直進し、飛行と潜水を同時に行うことができ、さらに色と形を継続的に変えることができます。それを普通の道路に置いて、普通の車と相互作用させてみてください。言うまでもなく、これは、両方の当事者を互いに安全に保つ非常に巧妙な設計なしでは機能しませんが、それでも異なる場所間で人々を輸送する仕事を実行することができます。
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まとめ
ITアーキテクトがエレガントで説得力のある方法で新しいものを提示しているとき、私は何度も感銘を受けました。 「未来的」なものをデザインして説明することですが、そこにたどり着く方法とそれが理にかなっている理由についての明確な道筋を持っていることは、最高の贈り物です。システム管理者として、私たちは計画を実現する必要がありますが、量子コンピューティングは私たちが現在知っていることや理解していることを超えています。量子コンピューターはどの角度から見ても別の獣ですが、課題は文字通りすべての角度が同時に存在することです。サービスとしての量子コンピューティングは、企業がこれらのサービスを採用する方法の始まりとなる可能性が最も高いですが、安全で便利な方法でサービスを設定することは困難です。
どのような種類の量子コンピューターを使用するかは、さらに別の挑戦的な側面であり、最も可能性の高い答えを思い付くのに十分なデータをどのように供給するかです。量子コンピューターにどのように質問するかによって、どのような答えが得られるかが決まります。私が提供できる唯一の推奨事項は、量子コンピューター、それらがどのように進化するか、それらが何ができるか、それらがどのように通信するか、そして機会とリスクについて学ぶことです。量子コンピューターは今ここにあり、数年以内に、QCaaSに目を向ける企業がさらに増えるでしょう。群衆を追いかけますか、それともリードしますか？