Riqueza, poder y superpoderes: cómo la computación cuántica está cambiando nuestras vidas

Santo grial de la ciencia

Esa es la exageración en torno a la computación cuántica en este momento.

Criptografía y piratería de datos, búsqueda de nuevos materiales y fármacos, optimización, evaluación de riesgos: la solución a estos problemas es un ordenadorMucha gente está asustada por esto, y por una buena razón: todos nuestros datos y ahorros estarán en riesgo.Esto podría conducir a una catástrofe global, que ya ha sido llamada un "apocalipsis cuántico".

Pero aunque el poder de las computadoras cuánticas es demasiadopequeños, los dispositivos solo pueden mostrar la posibilidad de resolver problemas y no resolverlos. Se necesitan alrededor de 20 millones de qubits para descifrar el algoritmo criptográfico de clave pública RSA (una abreviatura del nombre de los creadores). Un qubit es un análogo cuántico de un bit, que puede tomar no solo los valores 0 y 1, sino ambas posiciones al mismo tiempo. En el mundo de la ciencia, esto se llama superposición, y es esta característica la que le permite encontrar la respuesta más rápido, pero no es fácil crearla.

“Mientras que el poder de las computadoras cuánticas es demasiado pequeño”

Por ejemplo, Google planea lanzar un Quantumuna computadora con 1 millón de qubits solo en 2029, y las computadoras cuánticas modernas tienen un máximo de cien qubits. Cuantos más hay, más difícil es conectarlos directamente. Además, los qubits modernos son inestables y pierden su estado cuántico con el tiempo, y los resultados de los cálculos contienen una gran cantidad de errores. Estos factores ralentizan en gran medida la creación de una computadora cuántica.

Beneficio "Quantum" aquí y ahora

Matemáticas y física, sin esperar el día Q,aprendió a aplicar los beneficios de la computación cuántica en una computadora clásica. Los algoritmos de inspiración cuántica encuentran soluciones en marcos de tiempo aceptables. Al mismo tiempo, los mejores algoritmos modernos ya los encuentran entre un 95% y un 99% cerca de lo óptimo. Los dispositivos ayudan a calcular la ruta óptima para la nave espacial, se utilizan para desarrollar nuevos medicamentos y materiales.

Ubicación de parques eólicos, petroleroslos pozos y las estaciones de emergencia también se optimizan con algoritmos de inspiración cuántica. Y esto se puede hacer con cualquier horario, por ejemplo, trenes o vacaciones. Eso sí, en ocasiones un plan de vacaciones en una pequeña empresa se puede hacer de forma manual. Pero si hay demasiadas variables y factores limitantes, entonces es imposible hacer ese trabajo con una simple enumeración: llevará décadas encontrar la respuesta. Antes de la invención de los algoritmos de inspiración cuántica, solo había una salida: negarse deliberadamente a tener en cuenta varios indicadores. Por supuesto, esto afectó la calidad y la eficiencia de la solución.

optimizarlo

Para usar el algoritmo, necesita un especialsistema de hardware y software. Se llama solucionador o solver. Se utiliza para resolver problemas de optimización cuando se deben considerar millones de combinaciones. El solucionador le permite tener en cuenta todas las restricciones, y su trabajo no depende del área temática para la que se está resolviendo el problema. El solucionador funciona según un único escenario lógico, utilizando un vector de variables y una matriz de restricciones.

Los solucionadores se dividen en dos tipos.El primero es especializado, incluye la plataforma Yandex.Routing. Resuelve los problemas de logística y elección de la mejor ruta, teniendo en cuenta los atascos, semáforos y reparaciones de carreteras. El segundo son los solucionadores industriales o de propósito general como Fixstars o IBM CPLEX. Resuelven problemas de optimización con un gran número de variables y restricciones. Se utilizan para encontrar nuevos materiales o programar la producción. Universal Solver es una tecnología de optimización de vanguardia.

“Google planea lanzar una computadora cuántica con 1 millón de qubits solo en 2029”

Rusia aún no tiene sus propios solucionadores universales.Todas las empresas utilizan sistemas de software y hardware japoneses o estadounidenses. Y para personalizar los algoritmos de inspiración cuántica y controlar todo el proceso de cálculo, debe tener acceso al código interno del solucionador. Por lo tanto, nuestra prioridad ahora es el desarrollo de un solucionador universal en Rusia.

Necesidad de solucionadores

Hasta el día Q, cuando el cuanto realcomputadoras, la humanidad todavía está lejos. Pero empresas de diferentes campos y países ya están utilizando e implementando tecnologías cuánticas. No es de extrañar que la optimización sea necesaria allí donde haya planificación y coherencia, porque ayuda a ahorrar presupuestos, recursos y reduce el tiempo de trabajo.

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