Rigdom, magt og superkræfter: hvordan kvantecomputere ændrer vores liv

Videnskabens hellige gral

Dette er præcis hypen omkring kvantecomputere lige nu. Den, der kan gøre det først

udvikle en stabil kvantecomputer,vil ramme en stor jackpot. Kryptografi og data hacking, søgning efter nye materialer og lægemidler, optimering, risikovurdering - computeren vil næsten øjeblikkeligt finde løsninger på disse problemer. Dette skræmmer mange mennesker, og med god grund: alle vores data og besparelser vil være i fare. Dette kan føre til en global katastrofe, som allerede er blevet kaldt "kvanteapokalypsen."

Men mens kraften ved kvantecomputere også er detsmå, enheder kan kun vise muligheden for at løse problemer og ikke løse dem. Det tager omkring 20 millioner qubits at bryde den kryptografiske algoritme med den offentlige RSA-nøgle (en forkortelse for navnet på skaberne). En qubit er en kvanteanalog af en bit, som ikke kun kan antage værdierne 0 og 1, men begge disse positioner på samme tid. I videnskabens verden kaldes dette superposition, og det er denne funktion, der giver dig mulighed for at finde svaret hurtigere, men det er ikke nemt at skabe det.

"Mens kraften i kvantecomputere er for lille"

For eksempel planlægger Google at frigive en kvanteen computer med 1 million qubits alene i 2029, og moderne kvantecomputere har maksimalt hundrede qubits. Jo flere der er, jo sværere er det at forbinde dem direkte. Derudover er moderne qubits ustabile og mister deres kvantetilstand over tid, og resultaterne af beregninger indeholder et stort antal fejl. Disse faktorer bremser i høj grad skabelsen af ​​en kvantecomputer.

"Quantum" fordel her og nu

Matematik og fysik, uden at vente på dagen Q,lært at anvende fordelene ved kvanteberegning på en klassisk computer. Kvanteinspirerede algoritmer finder løsninger inden for acceptable tidsrammer. Samtidig finder de bedste moderne algoritmer dem allerede 95–99 % tæt på optimale. Enhederne hjælper med at beregne den optimale rute for rumfartøjer, de bruges til at udvikle ny medicin og materialer.

Placering af vindmølleparker, oliebrønde og nødstationer er også optimeret med kvante-inspirerede algoritmer. Og det kan gøres med enhver køreplan - for eksempel tog eller ferier. Selvfølgelig kan nogle gange en ferieplan i en lille virksomhed laves manuelt. Men hvis der er for mange variabler og begrænsende faktorer, så er det umuligt at udføre sådan et job med en simpel opregning: det vil tage årtier at finde svaret. Før opfindelsen af ​​kvanteinspirerede algoritmer var der kun én vej ud - at bevidst nægte at tage højde for flere indikatorer. Dette påvirkede naturligvis kvaliteten og effektiviteten af ​​løsningen.

Optimer det

For at bruge algoritmen skal du bruge en specielhardware og software system. Det kaldes en solver eller solver. Det bruges til at løse optimeringsproblemer, når millioner af kombinationer skal overvejes. Løseren giver dig mulighed for at tage højde for alle begrænsningerne, og dens arbejde afhænger ikke af det emneområde, som problemet løses for. Løseren arbejder efter et enkelt logisk scenarie ved hjælp af en vektor af variable og en begrænsningsmatrix.

Løsere er opdelt i to typer.Den første er specialiseret, den inkluderer Yandex.Routing-platformen. Det løser problemerne med logistik og valg af den bedste rute under hensyntagen til trafikpropper, lyskryds og vejreparationer. Den anden er industrielle eller generelle løsere såsom Fixstars eller IBM CPLEX. De løser optimeringsproblemer med et stort antal variabler og begrænsninger. De bruges til at finde nye materialer eller til at planlægge produktionen. Universal Solver er en banebrydende optimeringsteknologi.

"Google planlægger først at frigive en kvantecomputer med 1 million qubits i 2029"

Rusland har endnu ikke sine egne universelle løsere.Alle virksomheder bruger japanske eller amerikanske software- og hardwaresystemer. Og for at tilpasse de kvanteinspirerede algoritmer og kontrollere hele beregningsprocessen, skal du have adgang til løserens interne kode. Derfor er vores prioritet nu udviklingen af ​​en universel løser i Rusland.

Behov for løsere

Indtil den dag Q, hvor den virkelige kvantecomputere, er menneskeheden stadig langt væk. Men virksomheder fra forskellige områder og lande bruger og implementerer allerede kvanteteknologier. Det er ikke underligt, at der er behov for optimering overalt, hvor der er planlægning og sammenhæng, for det er med til at spare budgetter, ressourcer og reducerer arbejdstiden.

Læs mere:

Forskere filmede et mærkeligt væsen med fangarme, som de forvekslede med en blomst

Det supersoniske fly vil flyve med en hastighed på 2.000 km/t og krydse havet på 3,5 timer

Skabte en kvantecomputer, der "gik ud over det binære system"