Heiliger Gral der Wissenschaft
Genau das ist derzeit der Hype um Quantencomputing. Derjenige, der es zuerst kann
Aber die Leistung von Quantencomputern ist es auchkleine Geräte können nur die Möglichkeit zur Lösung von Problemen aufzeigen, nicht aber sie lösen. Es braucht etwa 20 Millionen Qubits, um den kryptografischen RSA-Public-Key-Algorithmus (eine Abkürzung für den Namen der Ersteller) zu knacken. Ein Qubit ist ein Quantenanalog eines Bits, das nicht nur die Werte 0 und 1 annehmen kann, sondern diese beiden Positionen gleichzeitig. In der Welt der Wissenschaft wird dies Superposition genannt, und es ist diese Funktion, mit der Sie die Antwort schneller finden können, aber es ist nicht einfach, sie zu erstellen.
„Während die Leistung von Quantencomputern zu gering ist“
Beispielsweise plant Google die Veröffentlichung eines Quantumsein Computer mit 1 Million Qubits allein im Jahr 2029, und moderne Quantencomputer haben maximal hundert Qubits. Je mehr es gibt, desto schwieriger ist es, sie direkt zu verbinden. Darüber hinaus sind moderne Qubits instabil und verlieren mit der Zeit ihren Quantenzustand, und die Ergebnisse der Berechnungen enthalten eine große Anzahl von Fehlern. Diese Faktoren verlangsamen die Erstellung eines Quantencomputers erheblich.
"Quanten"-Vorteil hier und jetzt
Mathematik und Physik, ohne auf den Tag Q zu warten,gelernt, die Vorteile des Quantencomputings auf einem klassischen Computer anzuwenden. Von Quanten inspirierte Algorithmen finden Lösungen in akzeptablen Zeitrahmen. Gleichzeitig finden sie die besten modernen Algorithmen bereits zu 95–99 % nahe am Optimum. Die Geräte helfen, die optimale Route für Raumfahrzeuge zu berechnen, sie werden verwendet, um neue Medikamente und Materialien zu entwickeln.
Standort von Windparks, ÖlBrunnen und Notstationen werden ebenfalls mit Quanten-inspirierten Algorithmen optimiert. Und dies kann mit jedem Zeitplan erfolgen - zum Beispiel Züge oder Urlaub. Natürlich kann eine Urlaubsplanung in einem kleinen Unternehmen manchmal manuell durchgeführt werden. Aber wenn es zu viele Variablen und einschränkende Faktoren gibt, dann ist es unmöglich, eine solche Aufgabe mit einer einfachen Aufzählung zu erledigen: Es wird Jahrzehnte dauern, die Antwort zu finden. Vor der Erfindung von Quanten-inspirierten Algorithmen gab es nur einen Ausweg - die Berücksichtigung mehrerer Indikatoren bewusst zu verweigern. Dies wirkte sich natürlich auf die Qualität und Effizienz der Lösung aus.
Optimieren Sie es
Um den Algorithmus zu verwenden, benötigen Sie eine spezielleHard- und Softwaresystem. Es wird als Solver oder Solver bezeichnet. Es wird verwendet, um Optimierungsprobleme zu lösen, wenn Millionen von Kombinationen berücksichtigt werden müssen. Der Solver ermöglicht es Ihnen, alle Einschränkungen zu berücksichtigen, und seine Arbeit hängt nicht von dem Fachgebiet ab, für das das Problem gelöst wird. Der Solver arbeitet nach einem einzigen logischen Szenario und verwendet einen Variablenvektor und eine Beschränkungsmatrix.
Solver werden in zwei Typen unterteilt.Die erste ist spezialisiert und umfasst die Yandex.Routing-Plattform. Es löst die Probleme der Logistik und der Auswahl der besten Route unter Berücksichtigung von Staus, Ampeln und Straßenreparaturen. Die zweite sind industrielle oder Allzweck-Solver wie Fixstars oder IBM CPLEX. Sie lösen Optimierungsprobleme mit einer großen Anzahl von Variablen und Nebenbedingungen. Sie werden verwendet, um neue Materialien zu finden oder die Produktion zu planen. Der Universal Solver ist eine hochmoderne Optimierungstechnologie.
„Google plant, erst 2029 einen Quantencomputer mit 1 Million Qubits herauszubringen“
Russland hat noch keine eigenen Universallöser.Alle Unternehmen verwenden japanische oder amerikanische Soft- und Hardwaresysteme. Und um die quanteninspirierten Algorithmen anzupassen und den gesamten Berechnungsprozess zu steuern, müssen Sie Zugriff auf den internen Code des Solvers haben. Daher ist unsere Priorität jetzt die Entwicklung eines universellen Solvers in Russland.
Bedarf an Lösern
Bis zum Tag Q, wenn das wahre QuantumComputern ist die Menschheit noch weit entfernt. Aber Unternehmen aus verschiedenen Bereichen und Ländern nutzen und implementieren bereits Quantentechnologien. Kein Wunder, dass überall dort optimiert werden muss, wo es auf Planung und Konsequenz ankommt, denn sie hilft, Budgets und Ressourcen zu sparen und Arbeitszeit zu reduzieren.
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