Dampak bisnis

Tujuan pembelajaran

Di akhir modul ini, kamu seharusnya mampu:

• Mengenali manfaat mengeksplorasi komputasi kuantum sekarang.
• Mengidentifikasi industri dan aplikasi di mana komputasi kuantum menunjukkan potensi.

Potensi aplikasi industri kuantum

Superkomputer klasik kesulitan menyelesaikan masalah dengan banyak variabel yang berinteraksi dengan cara yang rumit, seperti memodelkan perilaku molekul. Keterbatasan klasik ini menimbulkan hambatan bagi kemajuan di berbagai industri, dan menghambat penelitian penting dalam fisika, kimia, ilmu material, dan lainnya.

Untuk memahami bagaimana sebuah molekul akan berperilaku, ilmuwan sering harus mensintesisnya dan bereksperimen di dunia nyata. Untuk melihat bagaimana sedikit perubahan akan memengaruhi perilakunya, mereka biasanya perlu mensintesis versi baru dan menjalankan eksperimen mereka lagi dari awal. Ini adalah proses yang mahal dan memakan waktu. Ini menghambat pengembangan material yang lebih kuat dan lebih ringan untuk rekayasa kedirgantaraan, membatasi evolusi semikonduktor, dan menghambat kemajuan dalam ilmu kedokteran. Kuantum bisa membantu kita melewati hambatan kompleksitas ini.

Kita berharap kuantum akan berdampak paling besar di area seperti machine learning, simulasi sistem alam, dan penciptaan material baru yang berguna.

IBM® mengeksplorasi industri-industri di mana komputasi kuantum diharapkan menunjukkan peluang. Gambar di bawah ini mencantumkan beberapa kasus penggunaan untuk berbagai industri, dan bagian-bagian berikutnya dari pelajaran ini menjelaskan bagaimana beberapa mitra kami mengeksplorasi beberapa kasus penggunaan tersebut.

Distribusi dan logistik

Saat kamu memikirkan superkomputer, kamu mungkin memikirkan laboratorium nasional. Tapi tahukah kamu bahwa salah satu superkomputer terbesar dioperasikan oleh Walmart? Seperti yang ditunjukkan oleh artikel McKinsey, perjalanan, transportasi, dan logistik menunjukkan potensi untuk komputasi kuantum.

Banyak sistem komputasi terbesar didedikasikan untuk menyelesaikan masalah optimasi dan AI di industri penerbangan, logistik, ritel, dan produk konsumen. Masalah optimasi dan simulasi skenario yang besar dan kompleks muncul dalam perencanaan jaringan, perutean, penjadwalan, penetapan harga, pemuatan kargo, dan manajemen gangguan. Memberikan pengalaman pelanggan yang berkesan dengan menyajikan konten yang dipersonalisasi dan membuat rekomendasi yang tepat waktu dan relevan didukung oleh model AI yang terus berkembang. Namun, masalah kompleksitas biasanya berskala eksponensial dengan ukuran masalah.

NC State, berkolaborasi dengan Delta Air Lines, menyelidiki penerapan teknologi kuantum pada optimasi penjadwalan gate bandara. Kasus penggunaan potensial untuk maskapai penerbangan mencakup simulasi manajemen gangguan yang lebih efisien, perencanaan jaringan maskapai, dan optimasi muatan kargo udara.

Untuk industri logistik, yang menghadapi percepatan signifikan dalam perdagangan online, komputer kuantum mungkin mampu mendukung optimasi perutean global dan re-optimasi yang sering untuk menciptakan layanan transportasi multimodal yang menguntungkan dan layanan pengiriman last mile. Komputasi kuantum dapat membantu mensimulasikan dampak gangguan logistik dengan akurasi lebih baik dan mendukung proses logistik yang berkelanjutan, seperti optimasi pengiriman kontainer.

Solusi klasik-kuantum terpadu dapat meningkatkan profil pelanggan dan rekomendasi tindakan terbaik berikutnya yang relevan untuk industri ritel dan produk konsumen. Inovasi produk baru yang berkelanjutan adalah faktor kunci bagi industri-industri ini, dan komputasi kuantum bisa memainkan peran penting dalam pengembangan dan pengujian produk baru. Memperlancar rantai pasokan melalui optimasi dapat lebih mendukung upaya perusahaan untuk menavigasi kompleksitas dan mengelola keseimbangan antara kekurangan dan surplus inventaris.

Komputer kuantum menyediakan alat untuk melihat masalah-masalah ini dengan cara yang berbeda. Ilmuwan terus bereksperimen dengan algoritma yang lebih baik untuk diterapkan pada masalah-masalah ini. Dalam antisipasi komputasi kuantum komersial, perusahaan-perusahaan terkemuka mengidentifikasi dan menguji kasus penggunaan yang menghasilkan kemampuan kuantum internal. Semakin efektif desain kasus penggunaan, semakin besar kemungkinannya untuk memberikan nilai bisnis. Ambil contoh kasus penggunaan penguraian gangguan operasional dalam jadwal dan kepegawaian maskapai. Kasus penggunaan ini menunjukkan potensi karena berpotensi menawarkan solusi disruptif untuk masalah bisnis inti di masa depan; ada alternatif klasik yang ada, meskipun tidak optimal; dan algoritma kuantum telah terbukti efektif dalam memilih skenario terbaik dalam simulasi Monte Carlo yang digunakan dalam perbankan dan keuangan. Kasus penggunaan strategis seperti ini memperhatikan kelayakan teknis jangka dekat; mempertimbangkan potensi teknologi komputasi kuantum untuk mengungguli alternatif klasik; dan menilai proyeksi dampak bisnis, sebagaimana ditentukan oleh hasil pasar, konsekuensi kompetitif, dan dampak keuangan. Untuk beberapa masalah bisnis kunci, bahkan keunggulan kecil pun dapat berdampak signifikan.

Lihat ini juga

Tinjau sumber daya ini untuk mempelajari lebih lanjut kasus penggunaan komputasi kuantum di ritel dan produk konsumen, serta industri perjalanan dan transportasi.

• Baca laporan IBM tentang mengeksplorasi kasus penggunaan kuantum untuk maskapai penerbangan: "Exploring Quantum Computing Use Cases for Airlines."
• Baca laporan IBM Institute for Business Value tentang logistik kuantum: "Exploring Quantum Computing Use Cases for Logistics."

Layanan keuangan

Perbankan, pasar keuangan, dan perusahaan asuransi berkaitan dengan pengelolaan risiko. Raksasa Wall Street seperti JPMorgan Chase dan Goldman Sachs berharap komputasi kuantum dapat memberi mereka keunggulan dalam peluang, memungkinkan mereka mengelola ancaman dan peluang yang terkait dengan portofolio mereka dengan lebih baik. Komputer kuantum juga dapat membantu para profesional keuangan meningkatkan simulasi Monte Carlo mereka, model matematika yang memprediksi kemungkinan hasil dari pohon keputusan yang kompleks untuk memaksimalkan keuntungan. Area eksperimentasi kuantum lainnya meliputi deteksi penipuan, anti-pencucian uang, penilaian kredit, profiling pelanggan yang tepat, manajemen risiko yang lebih efisien, dan optimasi model penetapan harga.

Peneliti IBM mengembangkan algoritma kuantum yang mengungguli pendekatan tradisional sampling Monte Carlo. Dalam simulasi Monte Carlo, komputer mengambil banyak sampel acak dari distribusi probabilitas tertentu untuk melihat hasil mana yang paling mungkin. Mengurangi kesalahan pada hasil prediksi simulasi Monte Carlo sebesar faktor $1/X$ memerlukan $X^2$ lebih banyak sampel tradisional, tetapi hanya $X$ lebih banyak sampel kuantum. Kamu bisa melihat dampak pernyataan ini dari dua sudut pandang: (1) kamu bisa mencapai tingkat kepercayaan tertentu lebih cepat dengan komputer kuantum, atau (2) untuk waktu yang tetap, komputer kuantum bisa memberikan kepercayaan lebih besar atas jawabanmu daripada yang akan diberikan solusi Monte Carlo klasik.

Menurut laporan "Getting Your Financial Institution Ready for the Quantum Computing Revolution" oleh IBM Institute for Business Value, lembaga keuangan mengeksplorasi komputasi kuantum untuk secara dramatis mempercepat perhitungan yang sangat kompleks dan meningkatkan akurasi. Untuk tujuan ini, peneliti IBM telah menciptakan simulator keuangan kuantum untuk penetapan harga opsi. Menggunakan alat perangkat lunak dan algoritma kuantum yang dikembangkan IBM untuk mengharga opsi yang berskala lebih baik dari metode tradisional, anggota IBM Quantum® Network bereksperimen dengan keuangan dan komputasi kuantum.

JPMorgan Chase bermitra dengan IBM Quantum untuk memprediksi harga opsi keuangan dan meningkatkan deteksi penipuan serta penentuan kelayakan kredit.

PayPal bermitra dengan IBM untuk mencari tahu cara menggunakan komputasi kuantum untuk deteksi penipuan, operasi risiko kredit, dan postur keamanan secara keseluruhan.

HSBC bekerja sama dengan IBM untuk mempercepat kesiapan komputasi kuantum. HSBC berencana mengeksplorasi penggunaan komputasi kuantum untuk penetapan harga dan optimasi portofolio, untuk memajukan tujuan net zero-nya, dan untuk mengurangi risiko dan aktivitas penipuan. Untuk mengetahui lebih lanjut, lihat artikel ini: "HSBC Working with IBM to Accelerate Quantum Computing Readiness."

Lihat ini juga

• Jelajahi kasus penggunaan komputasi kuantum untuk layanan keuangan dengan membaca laporan dari IBM Institute for Business Value: "Exploring Quantum Computing Use Cases for Financial Services."

• Untuk gambaran umum metode teknis komputasi kuantum yang berlaku untuk keuangan, lihat makalah oleh tim IBM Quantum yang diterbitkan dalam IEEE Transactions of Quantum Engineering: "Quantum Computing for Finance: State-of-the-Art and Future Prospects."

Layanan kesehatan dan ilmu hayat

Ada berbagai masalah yang sangat padat komputasi di sektor ini, didorong oleh ledakan data dunia nyata dan genomik yang tidak dapat diatasi secara memadai oleh komputasi konvensional.

Dalam layanan kesehatan, komputasi kuantum dapat membantu mengatasi tantangan kompleks dalam diagnostik, pengobatan yang dipersonalisasi, dan penetapan harga asuransi.

Dalam ilmu hayat, komputasi kuantum dapat memajukan penemuan obat-obatan baru dan struktur protein.

Peran sentral struktur protein tiga dimensi (3D) dalam penemuan obat telah dipelajari selama bertahun-tahun. Prediksi struktur 3D dari urutan primer asam amino dikenal sebagai masalah pelipatan protein. Peneliti IBM menunjukkan bagaimana komputasi kuantum dapat digunakan untuk mengatasi masalah ini.

Cleveland Clinic bermitra dengan IBM dengan misi untuk secara fundamental memajukan kecepatan penemuan dalam layanan kesehatan dan ilmu hayat melalui penggunaan komputasi berkinerja tinggi di hybrid cloud, kecerdasan buatan (AI), dan teknologi komputasi kuantum. Pelajari lebih lanjut dengan membaca "Cleveland Clinic and IBM Unveil Landmark 10-Year Partnership to Accelerate Discovery in Healthcare and Life Sciences."

Amgen, bermitra dengan IBM Quantum, mengeksplorasi machine learning kuantum untuk pemodelan kesehatan populasi berdasarkan rekam kesehatan elektronik. Pelajari lebih lanjut dengan membaca "Quantum Kernels for Real-World Predictions Based on Electronic Health Records."

Lihat ini juga

• Jelajahi kasus penggunaan komputasi kuantum untuk layanan kesehatan dalam laporan dari IBM Institute for Business Value: "Exploring Quantum Computing Use Cases for Healthcare.".

• Jelajahi kasus penggunaan komputasi kuantum untuk ilmu hayat dengan membaca wawasan dari IBM Institute for Business Value: "Exploring Quantum Computing Use Cases for Life Sciences."

Manufaktur diskrit industri

Manufaktur dapat menjadi penerima manfaat awal dari komputasi kuantum. Kasus penggunaan dalam kimia dan material serta aplikasi optimasi dalam perencanaan produksi, fabrikasi, logistik dan rantai pasokan, serta machine learning untuk kontrol kualitas, misalnya, semuanya merupakan area potensial di mana komputasi kuantum dapat berdampak. Grafik ini menggambarkan kategorisasi kasus penggunaan komputasi kuantum potensial dalam manufaktur.

Banyak perusahaan mengeksplorasi potensi aplikasi komputasi kuantum dalam manufaktur aerospace, otomotif, dan elektronik.

Aplikasi kuantum dalam aerospace dan pertahanan mencakup optimasi rute penerbangan, dinamika fluida komputasi, dan pengembangan material.

Industri otomotif berpotensi mendapat manfaat dari komputasi kuantum di berbagai bidang seperti desain dan pengembangan baterai baru, verifikasi dan validasi perangkat lunak, otomasi pabrik, kontrol kualitas, dan bantuan pengemudi canggih. Daimler Mercedes-Benz menggunakan komputasi kuantum untuk mengoptimalkan logistik transportasi dan kimia baterai kendaraan. Ben Boeser, direktur inovasi untuk unit R&D Amerika Utara perusahaan, mengatakan bahwa mengembangkan dan menyempurnakan teknologi baterai yang lebih padat energi dapat "membuka peluang senilai miliaran dolar." Mensimulasikan semua berbagai sifat dan perilaku molekuler melampaui daya komputasi superkomputer terbesar saat ini. Komputasi kuantum menawarkan cara potensial untuk mempercepat proses simulasi. Boeser mencatat bahwa "proses pengujian dan validasi teknologi baterai baru yang memakan bertahun-tahun bisa menghasilkan peluang yang terlewatkan di pasar jika pekerjaan ini tertunda," itulah mengapa Daimler Mercedez-Benz bekerja sama dengan IBM Quantum untuk memanfaatkan kekuatan kuantum untuk penelitian baterai seiring kemajuan teknologi.

Dalam elektronik, komputasi kuantum dapat meningkatkan throughput manufaktur dengan penjadwalan fab yang kompleks dan dinamis; mengoptimalkan kinerja produk, seperti kinerja chip, daya, dan area; bahkan mempercepat komersialisasi material canggih dengan simulasi molekuler yang lebih besar dan lebih akurat. JSR bermitra dengan IBM Quantum untuk mengeksplorasi bagaimana komputasi kuantum dapat memajukan penelitian chip semikonduktor, yaitu dalam pengembangan dan pembuatan fotoresisten.

Lihat ini juga

• Baca laporan IBM Institute for Business Value tentang bagaimana komputasi kuantum dapat membantu industri elektronik dalam pengembangan material, desain produk, dan manufaktur yang lebih cerdas: "Exploring Quantum Computing Use Cases for Electronics."
• Daimler-Benz mengeksplorasi bagaimana komputasi kuantum dapat memajukan pengembangan material baru untuk baterai, meningkatkan teknik manufaktur otomotif, dan meningkatkan pengalaman produk.

Manufaktur proses industri

"Kita tahu dalam hati kita bahwa ada tantangan global besar yang akan kita hadapi dalam waktu dekat. Ketika komputasi kuantum berkembang hingga menjadi benar-benar disruptif, kita akan siap," kata Dr. Vijay Swarup, Wakil Presiden Penelitian dan Pengembangan di ExxonMobil. Bekerja sama, ExxonMobil dan IBM baru-baru ini menunjukkan kemajuan dalam menggunakan komputer kuantum untuk menghitung secara akurat observabel termodinamika, menunjukkan bagaimana kuantum bisa menjadi alat generasi berikutnya bagi kimiawan dan insinyur kimia yang mengembangkan solusi energi canggih. Kasus penggunaan ExxonMobil tidak berhenti di sana, karena mereka berusaha menyelesaikan tantangan energi yang kompleks. Lihat bagaimana ExxonMobil menggunakan komputer kuantum untuk mengirimkan bahan bakar yang lebih bersih.

IBM bekerja sama dengan Mitsubishi Chemical, Mitra IBM Quantum Network melalui IBM Quantum Keio Hub, pada berbagai aplikasi kuantum potensial. Publikasi 2019 mereka, "Computational Investigations of the Lithium Superoxide Dimer Rearrangement on Noisy Quantum Devices," bisa menjadi fundamental untuk pengembangan baterai masa depan. Sebuah artikel EE Times, "Battery Research Advances Quantum Computing Capabilities," memberikan informasi lebih lanjut tentang penelitian ini, yang segera diikuti oleh dua makalah penelitian lainnya — satu tentang "Applications of Quantum Computing for Investigations of Electronic Transitions in Phenylsulfonyl-Carbazole TADF Emitters" dan satu tentang "Quantum-Classical Computational Molecular Design of Deuterated High-Efficiency OLED Emitters.". Misi mereka adalah memodelkan dan menganalisis struktur molekuler dalam dari material OLED baru yang potensial.

Lihat ini juga

Tinjau sumber daya yang tercantum di sini untuk mempelajari lebih lanjut bagaimana komputer kuantum IBM berdampak pada industri-industri ini.

• Baca laporan IBM tentang "Exploring Quantum Use Cases for Chemicals and Petroleum."

• Lihat studi kasus klien: ExxonMobil memanfaatkan komputasi kuantum untuk mengembangkan teknik simulasi kimia yang lebih akurat dalam teknologi dan solusi energi.

• Baca laporan McKinsey ini tentang potensi yang mereka lihat di sektor kimia dan perminyakan: "The Next Big Thing? Quantum Computing's Potential Impact on Chemicals."

• Baca bagaimana IBM dan mitra sedang mempercepat penemuan cara baru untuk mengurangi perubahan iklim.

Utilitas

"Utilitas memainkan peran penting dalam membantu industri, perusahaan, dan konsumen mencapai target net-zero," kata Gregor Pillen, General Manager IBM DACH. "Namun, mewujudkan itu memerlukan teknologi canggih untuk membantu utilitas memprediksi dan mengoptimalkan jaringan dengan lebih baik untuk memenuhi permintaan, serta meningkatkan penggunaan energi bersih dan terbarukan. Komputasi kuantum menawarkan kemampuan komputasi untuk membantu utilitas menavigasi masa depan yang lebih berkelanjutan ini."

Sebagai bagian dari upaya dekarbonisasinya, E.ON bermitra dengan IBM untuk mengeksplorasi potensi komputasi kuantum dalam mengoptimalkan infrastruktur energi dunia yang semakin terdesentralisasi. "Kamu mencolokkan mobil listrikmu untuk mengisi baterai, dan kamu mungkin memiliki panel surya yang memberi daya pada rumah dan mobilmu. Tapi bisakah kamu menjual energi berlebih itu ke tetanggamu? Mengapa kamu harus mendapatkan energi dari ribuan kilometer jauhnya yang dibuat di pembangkit listrik yang membakar gas?" tanya Corey O'Meara, pimpinan komputasi kuantum teknologi digital E.ON (lihat "IBM Panel Highlights Quantum Role in Sustainability"). Algoritma komputasi kuantum bisa menjadi kunci untuk mengelola kompleksitas yang timbul ketika aset tambahan disambungkan ke jaringan.

Potensi komputasi kuantum untuk membantu penemuan material baru yang dirancang untuk meningkatkan pembangkitan, transfer, dan penyimpanan energi adalah salah satu alasan mengapa bp bersekutu dengan IBM Quantum untuk mencapai tujuan net zero-nya.

Woodside Energy, mitra IBM, sedang bereksperimen dengan algoritma baru untuk mengurangi overhead transfer data antara sistem klasik dan kuantum, memungkinkan untuk menerapkan kernel kuantum pada data streaming.

Dalam industri telekomunikasi, komputasi kuantum menunjukkan potensi untuk menghadirkan solusi untuk perutean lalu lintas jaringan dan penyeimbangan beban kerja, konsumsi GHG/energi, dan segmentasi pelanggan kontekstual. Vodafone bermitra dengan IBM Quantum untuk membantu memvalidasi dan memajukan potensi kasus penggunaan kuantum dalam telekomunikasi.

Lihat ini juga

• Baca laporan McKinsey ini tentang bagaimana komputasi kuantum dapat mempercepat pengembangan teknologi iklim untuk mengubah perjuangan melawan perubahan iklim: "Quantum Computing Might Just Save the Planet."

Poin-poin utama

Komputasi kuantum diperkirakan akan berdampak besar di sektor Kimia dan Perminyakan, Distribusi dan Logistik, Layanan Keuangan, Layanan Kesehatan dan Ilmu Hayat, serta Manufaktur.

Contoh aplikasi untuk komputasi kuantum meliputi:

• Mensimulasikan dinamika kuantum untuk memajukan penemuan material
• Mengelola risiko dan peluang terkait portofolio keuangan
• Menemukan obat-obatan baru dan struktur protein
• Mengoptimalkan sistem energi terdesentralisasi

Komputasi kuantum dapat membantu menyelesaikan aplikasi yang melibatkan

• Mensimulasikan alam
• Kecerdasan buatan
• Optimasi

Pemimpin bisnis harus mempersiapkan diri untuk teknologi baru ini dengan mengevaluasi kesiapan sekarang. Ini bisa dilakukan dengan mengidentifikasi juara komputasi kuantum, mengevaluasi area bisnis mana yang mungkin terdampak oleh komputasi kuantum, mengembangkan keterampilan yang tepat, dan bereksperimen dengan komputer kuantum nyata. Lanjut ke modul berikutnya untuk mempelajari lebih lanjut tentang sumber daya komputasi kuantum IBM dan bagaimana organisasimu bisa menjadi quantum ready.