Lumaktaw sa pangunahing nilalaman

Mga epekto sa negosyo

Mga layunin sa pagkatuto​

Sa pagtatapos ng modyul na ito, dapat kang makagawa ng:

  • Kilalanin ang mga benepisyo ng pag-explore sa quantum computing ngayon.
  • Tukuyin ang mga industriya at aplikasyon kung saan nagpapakita ng pangako ang quantum computing.

Mga potensyal na aplikasyon ng quantum sa industriya​

Nahihirapan ang mga klasikal na supercomputer na lutasin ang mga problemang may maraming variable na nagkakaugnayan sa kumplikadong paraan, tulad ng pag-modelo ng gawi ng molekula. Ang mga klasikal na limitasyong ito ay lumilikha ng mga hadlang sa pag-unlad para sa malawak na hanay ng mga industriya, at pumipigil sa mahahalagang pananaliksik sa pisika, kimika, agham ng materyales, at iba pa.

Para maunawaan kung paano kukumilos ang isang molekula, kadalasan ay kailangang i-synthesize ito ng mga siyentipiko at mag-eksperimento dito sa totoong mundo. Para makita kung paano maaapektuhan ng bahagyang pagbabago ang gawi nito, karaniwang kailangang i-synthesize ang bagong bersyon at ulitin ang eksperimento mula sa simula. Ito ay isang mahal at matagal na proseso. Pinipigilan nito ang pagbuo ng mas matibay at mas magaang na materyales para sa aerospace engineering, pinipigilan ang ebolusyon ng mga semiconductor, at humahadlang sa mga pagsulong sa agham medikal. Ang quantum ay maaaring makatulong sa atin na malagpasan ang mga hadlang ng kumplikasyon.

Inaasahan natin na ang quantum ay magkakaroon ng pinakamalaking epekto sa mga lugar tulad ng machine learning, simulation ng mga natural na sistema, at paglikha ng mga kapaki-pakinabang na bagong materyales.

Nag-explore ang IBM® ng mga industriya kung saan inaasahang magpapakita ng pagkakataon ang quantum computing. Inililista ng imahe sa ibaba ang ilang mga use case para sa iba't ibang industriya, at inilalarawan ng mga sumusunod na bahagi ng araling ito kung paano nag-eexplore ang ilan sa aming mga kasosyo sa ilan sa mga use case na ito.

Use Cases

Distribusyon at logistics​

Kapag naiisip mo ang mga supercomputer, maaaring naiisip mo ang mga national lab. Ngunit alam mo ba na isa sa mga pinakamalaking supercomputer ay pinapatakbo ng Walmart? Tulad ng itinuturo ng isang artikulo ng McKinsey, ang paglalakbay, transportasyon, at logistics ay nagpapakita ng pangako para sa quantum computing.

Marami sa mga pinakamalaking sistema ng computing ay nakatuon sa paglutas ng mga problema sa optimization at AI sa mga industriya ng airline, logistics, retail at consumer products. Malalaki at kumplikadong mga problema sa optimization at scenario simulation ang lumilitaw sa network planning, routing, scheduling, pricing, cargo loading, at disruption management. Ang pagbibigay ng mga di-malilimutang karanasan sa customer sa pamamagitan ng paglilingkod ng individualized na nilalaman at paggawa ng napapanahon at may kaugnayang mga rekomendasyon ay pinapagana ng umuusbong na mga modelo ng AI. Gayunpaman, ang problema ng kumplikasyon ay karaniwang nagpapalaki nang exponentially kasabay ng laki ng problema.

Nag-imbestiga ang NC State, sa pakikipagtulungan sa Delta Air Lines, sa aplikasyon ng quantum technology sa airline gate-scheduling optimization. Kasama sa mga potensyal na use case para sa mga airline ang mas mahusay na disruption management simulation, airline network planning, at optimization ng mga air cargo load.

Quantum computing use cases for airlines

Para sa industriya ng logistics, na nahaharap sa makabuluhang pagbilis ng online commerce, ang mga quantum computer ay maaaring may kakayahang suportahan ang global routing optimization at madalas na muling pag-optimize para lumikha ng kumikitang multimodal na transportasyon at last mile delivery services. Ang quantum computing ay maaaring makatulong na i-simulate ang mga epekto ng mga disruption sa logistics nang may mas mataas na katumpakan at suportahan ang mga sustainable na proseso ng logistics, tulad ng container shipping optimization.

Ang mga integrated na klasikal–quantum na solusyon ay maaaring mapabuti ang customer profiling at may kaugnayang mga rekomendasyon ng next best action para sa mga industriya ng retail at consumer products. Ang patuloy na pagbabago ng bagong produkto ay isang pangunahing salik para sa mga industriyang ito, at ang quantum computing ay maaaring gumanap ng kritikal na papel sa pagbuo at pagsubok ng mga bagong produkto. Ang pag-streamline ng supply chain sa pamamagitan ng optimization ay maaaring mas mahusay na suportahan ang mga pagsisikap ng mga kumpanya na mag-navigate ng kumplikasyon at pamahalaan ang balanse sa pagitan ng kakulangan at labis na imbentaryo.

Nagbibigay ang mga quantum computer ng tool para tingnan ang mga problemang ito sa ibang paraan. Patuloy na nag-eeksperimento ang mga siyentipiko ng mas magagandang algorithm na ilalapat sa mga problemang ito. Sa inaasahan ng komersyal na quantum computing, tinutukoy at sinusubukan ng mga nangunguna sa industriya ang mga use case na nagbibigay ng in-house na kakayahan sa quantum. Kung mas epektibo ang pagdisenyo ng isang use case, mas malamang na magbibigay ito ng halaga sa negosyo. Halimbawa, ang use case ng pag-untangle ng operational disruption sa mga iskedyul ng airline at staffing. Nagpapakita ng pangako ang use case na ito dahil mayroon itong potensyal na mag-alok ng disruptive na solusyon para sa isang pangunahing problema sa negosyo sa hinaharap; mayroon nang umiiral, kahit sub-optimal, na klasikal na alternatibo; at napatunayan na ang mga quantum algorithm na maging epektibo sa pagpili ng pinakamahusay na mga senaryo sa Monte Carlo simulations na ginagamit sa banking at finance. Ang mga strategic na use case tulad nito ay tumutugon sa malapit na teknikal na feasibility; isinasaalang-alang ang potensyal ng teknolohiya ng quantum computing na mas mahusay kaysa sa mga klasikal na alternatibo; at tinatasa ang inaasahang epekto sa negosyo, gaya ng tinutukoy ng mga resulta sa merkado, mga kahihinatnan sa kompetisyon, at epekto sa pananalapi. Para sa ilang pangunahing problema sa negosyo, kahit isang maliit na kalamangan ay maaaring magkaroon ng malaking epekto.

Tingnan ito

Suriin ang mga mapagkukunang ito para matuto pa tungkol sa mga quantum computing use case sa retail at consumer products, pati na rin sa mga industriya ng paglalakbay at transportasyon.

Mga serbisyong pinansyal​

Ang mga bangko, financial market, at insurance firm ay tungkol sa pamamahala ng panganib. Ang mga behemoth sa Wall Street tulad ng JPMorgan Chase at Goldman Sachs ay umaasa na ang quantum computing ay makapagbibigay sa kanila ng kalamangan sa mga odds, na nagpapahintulot sa kanila na mas mahusay na pamahalaan ang mga banta at pagkakataon na may kaugnayan sa kanilang mga portfolio. Maaari ring makatulong ang mga quantum computer sa mga eksperto sa pananalapi na mapabuti ang kanilang mga Monte Carlo simulation, mga mathematical model na hinuhulaan ang mga posibleng resulta ng mga kumplikadong decision tree para ma-maximize ang kita. Kasama sa iba pang lugar ng quantum experimentation ang fraud detection, anti-money laundering, credit scoring, tumpak na customer profiling, mas mahusay na risk management, at optimization ng mga pricing model.

Bumuo ang mga mananaliksik ng IBM ng isang quantum algorithm na mas mahusay kaysa sa tradisyonal na paraan ng Monte Carlo sampling. Sa isang Monte Carlo simulation, kumukuha ang computer ng maraming random na sample mula sa isang ibinigay na probability distribution para makita kung aling resulta ang pinaka-malamang. Ang pagbabawas ng error sa hinulaang resulta ng Monte Carlo simulation ng isang factor na 1/X1/X ay nangangailangan ng X2X^2 na karagdagang tradisyonal na sample, ngunit XX lamang na karagdagang quantum sample. Maaari mong tingnan ang epekto ng pahayag na ito sa dalawang paraan: (1) makakarating ka sa isang naayos na antas ng kumpiyansa nang mas mabilis gamit ang isang quantum computer, o (2) para sa naayos na oras, maaaring magbigay sa iyo ang quantum computer ng mas maraming kumpiyansa sa iyong sagot kaysa sa isang klasikal na Monte Carlo na solusyon.

Quadratic speedup over Monte Carlo

Ayon sa ulat na "Getting Your Financial Institution Ready for the Quantum Computing Revolution" ng IBM Institute for Business Value, nag-eexplore ang mga institusyong pinansyal sa quantum computing para dramatikong mapabilis ang napakakumplikadong mga kalkulasyon at mapabuti ang katumpakan. Sa layuning ito, lumikha ang mga mananaliksik ng IBM ng isang quantum finance simulator para sa option pricing. Gamit ang mga software tool at quantum algorithm na binuo ng IBM para sa pagpepresyo ng mga opsyon na mas mahusay na nag-scale kaysa sa mga tradisyonal na pamamaraan, nag-eeksperimento ang mga miyembro ng IBM Quantum® Network sa finance at quantum computing.

Nakipagtulungan ang JPMorgan Chase sa IBM Quantum para hulaan ang presyo ng mga financial option at para mapabuti ang fraud detection at pagtukoy ng creditworthiness.

Nakipagtulungan ang PayPal sa IBM para malaman kung paano gamitin ang quantum computing para sa fraud detection, credit-risk operations, at pangkalahatang security posture.

Nakikipagtulungan ang HSBC sa IBM para mapabilis ang quantum computing readiness. Nagpaplanong mag-explore ang HSBC ng paggamit ng quantum computing para sa pricing at portfolio optimization, para isulong ang mga net zero goal nito, at para mapigilan ang mga panganib at mapanlinlang na aktibidad. Para matuto pa, tingnan ang artikulong ito: "HSBC Working with IBM to Accelerate Quantum Computing Readiness."

Tingnan ito

Pangangalagang pangkalusugan at agham pangbuhay​

Mayroong iba't ibang computationally intensive na problema sa sektorng ito, na pinalala ng pagsabog ng real-world at genomic data na hindi sapat na maaaring tugunan ng conventional computing.

Sa pangangalagang pangkalusugan, ang quantum computing ay maaaring makatulong sa pagtugon sa mga kumplikadong hamon sa diagnostics, personalized medicine, at insurance pricing.

Sa agham pangbuhay, ang quantum computing ay maaaring isulong ang pagtuklas ng mga bagong gamot at istruktura ng protina.

Ang sentral na papel ng tatlong-dimensyonal (3D) na istruktura ng protina sa pagtuklas ng gamot ay pinag-aralan na sa loob ng maraming taon. Ang hula ng 3D na istruktura mula sa pangunahing pagkakasunod-sunod ng mga amino acid ay kilala bilang problema ng protein folding. Ipinakita ng mga mananaliksik ng IBM kung paano magagamit ang quantum computing para tugunan ang problemang ito.

Nakikipagtulungan ang Cleveland Clinic sa IBM na may misyon na pundamental na isulong ang bilis ng pagtuklas sa pangangalagang pangkalusugan at agham pangbuhay sa pamamagitan ng paggamit ng high-performance computing sa hybrid cloud, artificial intelligence (AI), at mga teknolohiya ng quantum computing. Matuto pa sa pamamagitan ng pagbabasa ng "Cleveland Clinic and IBM Unveil Landmark 10-Year Partnership to Accelerate Discovery in Healthcare and Life Sciences."

Nag-explore ang Amgen, sa pakikipagtulungan sa IBM Quantum, ng quantum machine learning para sa population health modeling batay sa mga electronic health record. Matuto pa sa pamamagitan ng pagbabasa ng "Quantum Kernels for Real-World Predictions Based on Electronic Health Records."

Tingnan ito

Industriyal na discrete manufacturing​

Ang manufacturing ay maaaring maging isa sa mga unang makikinabang sa quantum computing. Kasama sa mga use case sa kimika at materyales pati na rin sa mga aplikasyon ng optimization sa production planning, fabrication, logistics at supply chain, pati na rin sa machine learning para sa quality control, halimbawa, ang lahat ng potensyal na lugar kung saan maaaring magkaroon ng epekto ang quantum computing. Inilalarawan ng graphic na ito ang kategorisasyon ng mga potensyal na quantum computing use case sa manufacturing.

Potential quantum computing use cases

Maraming kumpanya ang nag-eexplore ng mga potensyal na aplikasyon ng quantum computing sa aerospace, automotive, at electronics manufacturing.

Ang mga quantum application sa aerospace at depensa ay kinabibilangan ng flight route optimization, computational fluid dynamics, at pagbuo ng materyales.

Ang industriya ng automotive ay maaaring potensyal na makinabang mula sa quantum computing sa iba't ibang lugar tulad ng bagong disenyo at pagbuo ng baterya, software verification and validation, factory automation, quality control, at advanced driver assistance. Ginamit ni Daimler Mercedes-Benz ang quantum computing para sa pag-optimize ng logistics ng transportasyon at kimika ng mga baterya ng sasakyan. Sinabi ni Ben Boeser, innovation director ng North American R&D unit ng kumpanya, na ang pagbuo at pag-perfect ng mga mas energy-dense na teknolohiya ng baterya ay maaaring "mag-unlock ng isang bilyong dolyar na pagkakataon." Ang pag-simulate ng lahat ng iba't ibang molekular na katangian at gawi ay lampas sa kasalukuyang kapangyarihan ng computing kahit ng mga supercomputer ngayon. Ang quantum computing ay nag-aalok ng isang potensyal na paraan para mapabilis ang proseso ng simulation. Sinabi ni Boeser na "ang maramihang taon na proseso ng pagsubok at pag-validate ng bagong teknolohiya ng baterya ay maaaring maging napalampas na mga pagkakataon sa merkado kung maaantala ang gawaing ito," kaya naman nakipagtulungan ang Daimler Mercedes-Benz sa IBM Quantum para gamitin ang kapangyarihan ng quantum para sa battery research habang sumusulong ang teknolohiya.

Sa electronics, ang quantum computing ay maaaring mapabuti ang manufacturing throughput sa pamamagitan ng kumplikado, dynamic na fab scheduling; i-optimize ang performance ng produkto, tulad ng chip performance, power, at area; at maging mapabilis ang komersyalisasyon ng mga advanced na materyales sa mas malaki, mas tumpak na molecular simulation. Nakikipagtulungan ang JSR sa IBM Quantum para i-explore kung paano maaaring isulong ng quantum computing ang pananaliksik ng semiconductor chip, lalo na sa pagbuo at paggawa ng mga photoresist.

Tingnan ito

  • Basahin ang ulat ng IBM Institute for Business Value tungkol sa kung paano maaaring makatulong ang quantum computing sa industriya ng electronics sa pagbuo ng materyales, disenyo ng produkto, at mas matalinong manufacturing: "Exploring Quantum Computing Use Cases for Electronics."
  • Daimler-Benz ay nag-eexplore kung paano maaaring isulong ng quantum computing ang pagbuo ng mga bagong materyales para sa mga baterya, mapabuti ang mga teknik ng automotive manufacturing, at mapahusay ang karanasan sa produkto.

Industriyal na process manufacturing​

"Alam namin sa kaibuturan namin na mayroong malalaking pandaigdigang hamon na haharapin natin sa maabot na hinaharap. Kapag naging ganap na nakakaabala ang quantum computing sa pag-scale nito, handa na kami," sabi ni Dr. Vijay Swarup, Vice President ng Research and Development sa ExxonMobil. Sa pagtutulungan, kamakailang nagpakita ang ExxonMobil at IBM ng mga pagsulong sa paggamit ng mga quantum computer para tumpak na kalkulahin ang mga thermodynamic observable, na nagpapakita kung paano maaaring maging susunod na henerasyong tool ang quantum para sa mga chemist at chemical engineer na nagde-develop ng mga advanced na solusyon sa enerhiya. Ang mga use case para sa ExxonMobil ay hindi nagtatapos doon, habang nagsisikap silang resolbahin ang mga kumplikadong hamon sa enerhiya. Tingnan kung paano ginagamit ng ExxonMobil ang mga quantum computer para mag-ship ng mas malinis na gasolina.

Nakikipagtulungan ang IBM sa Mitsubishi Chemical, isang IBM Quantum Network Partner sa pamamagitan ng IBM Quantum Keio Hub, sa iba't ibang potensyal na quantum application. Ang kanilang publikasyon noong 2019, "Computational Investigations of the Lithium Superoxide Dimer Rearrangement on Noisy Quantum Devices," ay maaaring maging pundamental para sa hinaharap na pagbuo ng baterya. Isang artikulo sa EE Times, "Battery Research Advances Quantum Computing Capabilities," ay nagbibigay ng karagdagang impormasyon sa pananaliksik na ito, na mabilis na sinundan ng dalawang iba pang papel sa pananaliksik — isa sa "Applications of Quantum Computing for Investigations of Electronic Transitions in Phenylsulfonyl-Carbazole TADF Emitters" at isa pa sa "Quantum-Classical Computational Molecular Design of Deuterated High-Efficiency OLED Emitters.". Ang kanilang misyon ay mag-model at mag-analyze ng mga malalim na molekular na istruktura ng mga potensyal na bagong OLED na materyales.

Tingnan ito

Suriin ang mga mapagkukunang nakalista dito para matuto pa tungkol sa kung paano naaapektuhan ng mga IBM Quantum computer ang mga industriyang ito.

Mga utility​

"Gumaganap ng kritikal na papel ang mga utility sa pagtulong sa mga industriya, kumpanya, at consumer na makamit ang mga net-zero target," sabi ni Gregor Pillen, General Manager ng IBM DACH. "Gayunpaman, ang pagsasakatuparan niyon ay nangangailangan ng mga sopistikadong teknolohiya para makatulong sa mga utility na mas mahusay na hulaan at i-optimize ang grid para matugunan ang demand, pati na rin para mapataas ang paggamit ng malinis, renewable na enerhiya. Ang quantum computing ay nag-aalok ng mga kakayahan sa computing para makatulong sa mga utility na mag-navigate ng bagong, mas sustainable na kinabukasan."

Bilang bahagi ng mga pagsisikap nito sa decarbonization, nakipagtulungan ang E.ON sa IBM para i-explore ang potensyal ng quantum computing para i-optimize ang lalong desentralisadong imprastraktura ng enerhiya ng mundo. "Iplulag mo ang iyong electric car para i-charge ang baterya, at maaaring mayroon kang solar panel na nagpapagana ng iyong bahay at kotse. Ngunit maaari ka bang magbenta ng sobrang enerhiya sa iyong mga kapitbahay sa daan? Bakit mo kailangang kumuha ng enerhiya mula sa libu-libong kilometro ang layo na ginawa sa power plant na nagsusunog ng gas?" tanong ni Corey O'Meara, quantum computing lead ng E.ON digital technology (tingnan ang "IBM Panel Highlights Quantum Role in Sustainability"). Ang mga quantum computing algorithm ay maaaring hawak ang susi sa pamamahala ng kumplikasyong nagmumula kapag may mga karagdagang asset na naka-plug sa grid.

Ang potensyal ng quantum computing na tumulong sa pagtuklas ng mga bagong materyales na idinisenyo para mapabuti ang paglikha, paglipat, at pag-iimbak ng enerhiya ay isa sa mga dahilan kung bakit nakikipagtulungan ang bp sa IBM Quantum para makamit ang mga net-zero goal nito.

Ang Woodside Energy, isang kasosyo ng IBM, ay nag-eeksperimento ng mga bagong algorithm para mabawasan ang overhead ng mga paglipat ng data sa pagitan ng mga klasikal at quantum na sistema, na ginagawang posible na mag-apply ng mga quantum kernel sa streaming data.

Sa industriya ng telecommunications, nagpapakita ang quantum computing ng potensyal na magbigay ng mga solusyon para sa network traffic routing at workload balancing, GHG/konsumo ng enerhiya, at contextual customer segmentation. Nakikipagtulungan ang Vodafone sa IBM Quantum para makatulong na ma-validate at mapaunlad ang mga potensyal na quantum use case sa telecommunications.

Tingnan ito

Mga pangunahing aral​

Inaasahang magkakaroon ng malaking epekto ang quantum computing sa mga sektor ng Chemicals and Petroleum, Distribution and Logistics, Financial Services, Healthcare and Life Sciences, at Manufacturing.

Kasama sa mga halimbawang aplikasyon para sa quantum computing ang:

  • Pag-simulate ng quantum dynamics para isulong ang pagtuklas ng materyales
  • Pamamahala ng mga panganib at pagkakataon na may kaugnayan sa mga financial portfolio
  • Pagtuklas ng mga bagong gamot at istruktura ng protina
  • Pag-optimize ng mga desentralisadong sistema ng enerhiya

Maaaring makatulong ang quantum computing na resolbahin ang mga aplikasyong kinabibilangan ng

  • Pag-simulate ng kalikasan
  • Artificial intelligence
  • Optimization

Dapat na maghanda ang mga lider ng negosyo para sa bagong teknolohiyang ito sa pamamagitan ng pagsusuri ng kahandaan ngayon. Maaari itong gawin sa pamamagitan ng pagtukoy ng isang quantum computing champion, pagsusuri kung aling mga lugar ng kanilang negosyo ang maaapektuhan ng quantum computing, pagbuo ng tamang mga kasanayan, at pag-eksperimento sa isang tunay na quantum computer. Magpatuloy sa susunod na modyul para matuto pa tungkol sa mga mapagkukunan ng IBM quantum computing at kung paano magiging quantum ready ang iyong organisasyon.