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Quantum Computing

QUANTUM COMPUTING TREND RESEARCH

O futuro da computação quântica

Da Ciência para os Negócios

Quantum computing della scienza alle aziende
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A SONAR Trend Platform da Reply pode oferecer uma visão geral e mapear as principais tendências da indústria relacionadas à computação quântica, com base no que é publicado em artigos de mídia especializados, mídia de massa, registros e publicações científicas. 
Conheça a pesquisa da Reply sobre as novidades na área da computação quântica!

O que é computação quântica?

A Computação quântica é uma tecnologia em evolução que irá garantir soluções computacionais mais rápidas para problemas que hoje só conseguem ser resolvidos por supercomputadores – ou são considerados insolúveis devido ao estado em que se encontra hoje a tecnologia computacional.
Mecânica quântica
A mecânica quântica é a base da Computação Quântica e refere-se às leis científicas que afetam a menor dimensão da natureza: moléculas, átomos e partículas subatômicas. Neste nível, novos fenômenos físicos surgem (sobreposição, emaranhamento) e eles podem ser usados para computação – se forem projetados cuidadosamente em máquinas.
Computação Quântica
Hoje, os computadores padrão processam a informação em bits, sendo cada bit representado por um zero ou um. Computadores quânticos, no entanto, usam bits quânticos, ou qubits, que podem ser zero, um ou uma mistura de zero e um (a chamada sobreposição). Isso pode levar a um processamento extremamente rápido – e significa que cálculos que não eram possíveis com o uso de computadores convencionais estão se tornando uma realidade.
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Types of Algorithms
Os computadores quânticos podem explorar problemas de natureza exponencial e são mais adequados para resolver problemas usando três tipos de algoritmos:
Algoritmos de Otimização
Encontra a melhor solução com a menor margem de erro entre várias soluções possíveis.
Algoritmos de Amostragem
Encontra valores em conjuntos de dados que permitem generalizações sobre a distribuição da população.
Algoritmos de Machine Learning
Executar algoritmos de machine learning em um computador quântico leva a um melhor processamento de algoritmos e resultados mais rápidos.
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Os marcos em direção à Computação Quântica
As altas taxas de crescimento recentes no número de registros de patentes mostram que a Computação Quântica está se movendo em direção à comercialização e que a quinta geração da Computação já começou. Mas quais foram os marcos na ciência da computação que abriram caminho para essa nova era da computação?
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Computação
Teoria da Computação Quântica
Computadores Quânticos
Primeira geração
(1940-1956) Tubos a vácuo
Segunda geração
(1956-1964) Transistores
Terceira geração
(1964-1971) Circuitos integradosspan>
Quarta geração
(1971-Present) Microprocessadores
Quinta geração
(hoje e futuro) Computadores quânticos
O físico Paul Benioff sugere que a mecânica quântica pode ser usada para computação (1980)
O físico Richard Feynman, ganhador do Prêmio Nobel, cunha o termo "computador quântico" (1981)
O físico David Deutsch mapeia como um computador quântico poderia operar (1985)
O matemático Peter Shor escreve um algoritmo que poderia quebrar formas amplamente utilizadas de criptografia com a computação quântica (1994)
D-Wave, uma startup canadense, anuncia um chip de computação quântica que pode resolver quebra-cabeças Sudoku (2007)
O Google se une à NASA para financiar um laboratório para testar o hardware da D-Wave (2013)
O Google contrata o professor por trás de alguns dos melhores hardwares quânticos para liderar seu novo laboratório de hardware quântico (2014)
A IBM coloca alguns de seus protótipos de processadores quânticos na Internet para qualquer pessoa experimentar, afirmando que os programadores precisam se preparar para escrever códigos quânticos (2016)
A Startup Rigetti abre sua própria fábrica de computadores quânticos para construir protótipos de hardware e competir com o Google e a IBM (2017)
A D-wave oferece QCAas com acesso ao ambiente do SDK, compartilha códigos e testa exemplos da indústria (2018)
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Quem são os atuais lançadores
de tendência em Computação quântica?

Aqui listamos algumas das mais relevantes tendências da indústria, relacionadas à computação quântica, com base em artigos de mídia especializados, mídia de massa, registros e publicações científicas.

IMPLEMENTERS

Industries with an above average number of articles over the last 12 months, but declining or low growth compared to the previous 12 months.

Industries already engaging in the new ecosystem, often leading their own efforts for several years.

PROSPECTS

Industries with a low number of articles over the last 12 months, and declining or low growth compared to the previous 12 months.

Industries observing the space, carefully analyzing business potential or creating early networks.

EARLY ADOPTERS

Industries with an above average number of articles over the last 12 months, which is even higher than the previous 12 months.

Industries racing to be the superior player within the new ecosystem, launching offerings.

LAGGARDS

Industries with a low number of articles over the last 12 months, but with a high growth compared to the previous 12 months.

Industries already participating in networks within the new space, quickly growing their involvement.

Growth Volume

Timeframe: Jan 2017 – Dec 2018
For comprehensibility values for volume and growth are standardized and normalized (values from 0-100).

A seta presente na ilustração acima mostra uma típica criação de tendência e o ciclo de vida de uma pequena tendência em ascenção (que vem sendo discutida em poucos artigos científicos e publicações) e de uma tendência grande e estabelecida com crescimento estagnado, que tem sido discutida em vários meios de comunicação e passou de tema abordado em mídia segmentada para conhecimento público.

Uma análise mais profunda sobre as indústrias “Early Adopters”

Com a Sonar a Reply consegue entender como cada indústria está lidando atualmente com a questão da computação quântica. Onde elas vêem possibilidade para o uso de computadores quânticos e quão longe estão dos cenários reais de aplicação?

CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

A computação quântica na indústria da Ciência da Computação tem crescido continuamente desde 2013. Analistas da Morgan Stanley prevêem que o mercado de computação quântica de ponta (que atualmente foi estimado pela IBM em $5-6 bilhões por ano) irá, praticamente, dobrar e atingir $10 bilhões por ano até 2025. O desenvolvimento dos computadores quânticos teve uma grande evolução desde que os gigantes da tecnologia entraram na competição. Os diversos anúncios e lançamentos da IBM criaram um grande alvoroço na mídia e impulsionaram um volume significativo matérias. Dentre as que geraram o maior interesse da mídia em 2017, estão: “IBM disponibiliza sua API de computadores quânticos para o público” e “IBM lança Plataforma de Computação Quântica para diversos clientes presentes na Fortune 500”. Já em 2019, foi o anúncio pela IBM do Q System One, seu primeiro computador quântico autônomo de 20 qubits. Também houve alto interesse da mídia, em 2018, quando a Microsoft lançou o Quantum Computing Toolkit e a Intel começou a testar seu pequeno “Spin Qubit”, que teria enorme impacto na computação quântica.


A D-Wave Systems, a única empresa a produzir e vender computadores quânticos comerciais até Janeiro de 2019, levantou $ 204,7 milhões em 14 rodadas de financiamento.

informatica

sicurezza

A Xanadu, uma empresa com a missão de criar o primeiro computador quântico prático do mundo, angariou um total de $9 milhões.

A Cambridge Quantum Computing desenvolve ferramentas para a comercialização de computadores quânticos e arrecadou um total de $18,8 milhões em financiamentos.

informatica

Já existe

Com a sua primeira plataforma em nuvem quântica, a Rigetti reúne o melhor da computação tradicional e quântica em uma única plataforma em nuvem que ajuda a criar e executar programas que aproveitam a capacidade do hardware quântico real e a facilidade de um ambiente de desenvolvimento virtual. Com isso, a Rigetti quer enfrentar os principais desafios existentes na medicina, energia, negócios e ciência.

SEGURANÇA CIBERNÉTICA

SEGURANÇA CIBERNÉTICA

SEGURANÇA CIBERNÉTICA

A computação quântica representa uma ameaça aos mecanismos de segurança de hoje, porque desafia os métodos de criptografia mais comuns. Por isso, é fundamental que os governos e empresas desenvolvam soluções quânticas de segurança. Nessa competição, a China está na frente com iniciativas, como o satélite Micius ou a criação de uma infra-estrutura de rede nacional. Embora ainda não estejam disponíveis comercialmente, os avanços na computação quântica também têm potencial de melhorar a segurança e a criptografia. Os players que ditam as tendências no campo da computação quântica são liderados pela ISARA, seguida pela ID Quantique, Quintessence Labs, Qubitekk e Post Quantum. Todos eles têm uma coisa em comum: lideram start-ups no campo de segurança e criptografia quânticas.


A ISARA oferece segurança quântica para enfrentar as ameaças que surgem em computadores quânticos e arrecadou $ 13 milhões em financiamento.

informatica

PLAYERS QUE LANÇAM TENDÊNCIAS

1ISARA
2ID Quantique
3Quintessence Labs

Já existe

Em julho de 2015, a Cloud Unit da Alibaba e a Chinese Academy of Sciences fundaram o Alibaba Quantum Computing Laboratory, um centro de pesquisa localizado em Xangai. A Alibaba quer usar computadores quânticos para desenvolver maior segurança para o comércio eletrônico e seus data centers subjacentes.

SERVIÇOS FINANCEIROS

SERVIÇOS FINANCEIROS

SERVIÇOS FINANCEIROS

A computação quântica está atraindo crescente interesse de empresas de serviços financeiros com aplicações que vão desde otimização de portfólio, detecção de fraudes, sistemas de pagamento e negociações. Nos últimos anos, houve um aumento constante na área de investimento, com financeiras, como Goldman Sachs, RBS, Citigroup, investindo em tecnologia de computação quântica ou contratando seus próprios talentos para ficar à frente da concorrência. Algumas financeiras já começaram a testar cases que aplicam essa tecnologia no campo das Fintechs. Em 2018, a Goldman Sachs (um dos maiores investidores da D-Wave), junto ao Citigroup, se tornou o segundo maior investidor da QC Ware, uma empresa de software que introduz computadores quânticos em empresas. A J.P. Morgan e a Barclays receberam ampla cobertura da mídia quando se juntaram ao sistema de computadores quânticos da IBM.


1QBit recebe $45 milhões em financiamento da Série B da Fujitsu, Accenture, Allianz, RBS e CME Ventures para impulsionar aplicativos da indústria de computação quântica.

informatica

sicurezza

QC Ware arrecada $6.5 milhões em um financiamento da Série A – Principais Investidores: Goldman Sachs e Citigroup.

Já existe

A J.P. Morgan Chase & Co está trabalhando com a IBM para entender como essa tecnologia emergente impactará na empresa e em seus clientes e explorar possíveis casos de uso. Eles estão experimentando o potencial da computação quântica para resolver problemas computacionalmente intensos, como os relacionados à análise de risco e estratégias de negociação.

LOGÍSTICA E TRANSPORTE

LOGÍSTICA E TRANSPORTE

LOGÍSTICA E TRANSPORTE

As tendências em logística e transporte apresentaram as maiores taxas de crescimento a partir do final de 2017, já que muitas empresas deste segmento começaram a aproveitar as oportunidades oferecidas pela computação quântica. O anúncio de que as grandes empresas automobilísticas Daimler e Honda compraram computadores quânticos da IBM levou a um grande aumento de interesse no início de 2018. Esse crescimento continuou à medida que muitas empresas aeroespaciais aumentaram seus investimentos e pesquisas sobre o papel da Computação Quântica no seu segmento. Em Janeiro de 2019, contudo, houve o maior aumento de interesse até o momento: quando a Volkswagen anunciou o uso da computação quântica para o gerenciamento de tráfego.


Uma parceria entre a Ford e a NASA analisa as possibilidades de aplicar a computação quântica à pesquisa de veículos autônomos, com financiamento de $100.000 da Ford.

informatica

sicurezza

Airbus participa da segunda rodada de financiamento para a empresa de software quântico QC Ware, para que essa conduza a sua pesquisa de aeronaves. A QC Ware conseguiu $ 6,5 milhões no total nesta rodada.

Já existe

A Volkswagen criou os alicerces para a simulção e otimização da estrutura química das baterias de alto desempenho de veículos elétricos em um computador quântico. Tal algoritmo quântico poderia simular a composição química de uma bateria com base em critérios diferentes e fornecer um projeto que pudesse ser usado diretamente para a produção. Isso aceleraria significativamente o processo de desenvolvimento de baterias, que atualmente consome tempo e muitos recursos.

Oportunidades de negócios através da computação quântica


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    A COMPUTAÇÃO QUÂNTICA VAI REVOLUCIONAR A IA

    Os computadores quânticos são capazes de reduzir processos da computação tradicional de anos para horas ou até minutos por meio de processamento paralelo– que é escalado exponencialmente pela adição de qubits. Particularmente nas áreas de ML, IA e Big Data, eles prometem abordar problemas complexos que não poderiam ser resolvidos devido às limitações computacionais da arquitetura tradicional de computadores.

    Exemplos:

    • A IA em um computador quântico pode manter uma conversa com os seres humanos e realmente entender o que está sendo dito em tempo real.
    • A computação quântica pode sequenciar e analisar os genes de uma pessoa muito mais rápido do que os métodos que usamos hoje. Isso abre o caminho para o desenvolvimento personalizado de medicamentos.

  • AS ATUAIS TÁTICAS DE CRIPTOGRAFIA DE DADOS SE TORNAM OBSOLETAS

    O poder dos computadores quânticos superará as possibilidades atuais de processamento e nos levará a uma nova era de conhecimento e descoberta. No entanto, esse poder representa uma ameaça tão grande à segurança cibernética que a proteção de transações comerciais e outras transferências de dados devem ser completamente redesenhadas. Felizmente, a segurança cibernética quântica já tem enfrentado esse desafio com avanços como distribuição quântica de chaves, algoritmos quânticos seguros e números aleatórios reais.

    Exemplo:

    • De acordo com o Gartner, dentro de cinco anos, mais de 20% de todas as empresas estarão investindo em produtos de computação quântica, incluindo criptografia quântica segura, para garantir a segurança contra ataques cibernéticos.

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Oportunidades de negócios por indústria


EARLY ADOPTERS

CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

Detecção de anomalias estatísticas

Reconhecimento de imagens e padrões

Treinamento de redes neurais

Verificação e validação de software

Classificação de dados não estruturados

SEGURANÇA CIBERNÉTICA

Criptografia

Comunicações quânticas seguras

Otimização de operações de rede

Detecção de fraude

SERVIÇOS FINANCEIROS

Detecção de instabilidades do mercado

Desenvolvimento de estratégias de negociação

Otimização de carteiras

Previsão financeira

Simulação de mercado

Precificação de ativos

LOGÍSTICA E TRANSPORTE

Gerenciamento inteligente de tráfego

Veículos autônomos

Otimização da rede de carregamento eletrônico

Ciência dos materiais: por ex. tecnologia de bateria

P&D e Fabricação

POSSIBILIDADES

DEFESA

Planejamento e logística de missões

Validações e verificação de sistemas

Otimização da tecnologia das bateria

MÍDIA E MARKETING

Agendamento de campanhas

Maximização de receita

Otimização de campanhas

TELECOMUNICAÇÃO

Comunicações quânticas seguras

Otimização das operações de rede

RETARDATÁRIOS

ENERGIA E UTILITIES

Design de rede

Exploração de energia

Modelagem climática e previsões meteorológicas

Distribuição de energia

Otimização de pesquisa sísmica

IMPLEMENTADORES

PRODUTOS QUÍMICOS E FARMÁCIA

Descoberta de medicamentos mais rápida

Otimização de tratamentos de radioterapia

Personalização de remédios

Aprimoramento de diagnóstico de pacientes

Quantum & Accelerated Computing

A Reply está aumentando o potencial dos computadores quânticos e dos algoritmos quânticos para identificar soluções para problemas anteriormente insolúveis.

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SONAR

O SONAR é uma ferramenta inovadora de Data-as-a-Service para previsão quantificada. Reconhece, compara e analisa tendências existentes e identifica novos desenvolvimentos em tempo real.

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