Rikkaus, valta ja supervoimat: kuinka kvanttilaskenta muuttaa elämäämme

Tieteen pyhä malja

Tämä on juuri nyt kvanttilaskentaa koskeva hype. Se, joka osaa sen ensin

kehittää vakaa kvanttitietokone,saavuttaa suuren jättipotin. Salaus ja tietojen hakkerointi, uusien materiaalien ja lääkkeiden haku, optimointi, riskinarviointi – tietokone löytää ratkaisut näihin ongelmiin lähes välittömästi. Tämä pelottaa monia ihmisiä, ja hyvästä syystä: kaikki tietomme ja säästömme ovat vaarassa. Tämä voi johtaa maailmanlaajuiseen katastrofiin, jota on jo kutsuttu "kvanttiapokalypsiksi".

Mutta vaikka kvanttitietokoneiden teho on myösPienet laitteet voivat näyttää vain mahdollisuuden ratkaista ongelmia, eivät ratkaise niitä. RSA:n julkisen avaimen salausalgoritmin (lyhenne tekijöiden nimestä) murtamiseen kuluu noin 20 miljoonaa kubittia. Kubitti on bitin kvanttianalogi, joka voi ottaa paitsi arvot 0 ja 1, vaan molemmat nämä asemat samanaikaisesti. Tieteen maailmassa tätä kutsutaan superpositioksi, ja juuri tämän ominaisuuden avulla voit löytää vastauksen nopeammin, mutta sen luominen ei ole helppoa.

"Vaikka kvanttitietokoneiden teho on liian pieni"

Esimerkiksi Google aikoo julkaista kvantintietokone, jossa on miljoona kubittiä pelkästään vuonna 2029, ja nykyaikaisissa kvanttitietokoneissa on enintään sata kubittia. Mitä enemmän niitä on, sitä vaikeampaa on yhdistää ne suoraan. Lisäksi nykyaikaiset kubitit ovat epävakaita ja menettävät kvanttitilansa ajan myötä, ja laskelmien tulokset sisältävät suuren määrän virheitä. Nämä tekijät hidastavat suuresti kvanttitietokoneen luomista.

"Kvantti" hyöty tässä ja nyt

Matematiikka ja fysiikka odottamatta päivää Q,oppivat soveltamaan kvanttilaskennan etuja klassiseen tietokoneeseen. Kvanttivaikutteiset algoritmit löytävät ratkaisuja hyväksyttävillä aikaväleillä. Samaan aikaan parhaat nykyaikaiset algoritmit pitävät ne jo 95–99 % lähellä optimaalista. Laitteet auttavat laskemaan optimaalisen reitin avaruusaluksille, niitä käytetään uusien lääkkeiden ja materiaalien kehittämiseen.

Tuulipuistojen sijainti, öljykaivot ja hätäasemat on myös optimoitu kvanttivaikutteisilla algoritmeilla. Ja tämä voidaan tehdä millä tahansa aikataululla - esimerkiksi junilla tai lomilla. Tietenkin joskus lomasuunnitelma pienessä yrityksessä voidaan tehdä manuaalisesti. Mutta jos muuttujia ja rajoittavia tekijöitä on liikaa, niin yksinkertaisella luettelolla on mahdotonta tehdä sellaista työtä: vastauksen löytäminen kestää vuosikymmeniä. Ennen kvanttivaikutteisten algoritmien keksimistä oli vain yksi tapa - kieltäytyä tietoisesti ottamasta huomioon useita indikaattoreita. Tämä tietysti vaikutti ratkaisun laatuun ja tehokkuuteen.

Optimoi se

Jotta voit käyttää algoritmia, tarvitset erityisenlaitteisto- ja ohjelmistojärjestelmä. Sitä kutsutaan ratkaisijaksi tai ratkaisijaksi. Sitä käytetään optimointiongelmien ratkaisemiseen, kun on harkittava miljoonia yhdistelmiä. Ratkaisijan avulla voit ottaa huomioon kaikki rajoitukset, eikä sen työ ole riippuvainen aihealueesta, jolla ongelmaa ratkaistaan. Ratkaisija toimii yhden loogisen skenaarion mukaan käyttämällä muuttujien vektoria ja rajoitusmatriisia.

Ratkaisijat jaetaan kahteen tyyppiin.Ensimmäinen on erikoistunut, se sisältää Yandex.Routing-alustan. Se ratkaisee logistiikan ongelmat ja parhaan reitin valinnan ottaen huomioon liikenneruuhkat, liikennevalot ja tiekorjaukset. Toinen on teolliset tai yleiskäyttöiset ratkaisijat, kuten Fixstars tai IBM CPLEX. Ne ratkaisevat optimointiongelmia suurella määrällä muuttujia ja rajoituksia. Niitä käytetään uusien materiaalien etsimiseen tai tuotannon ajoittamiseen. Universal Solver on huippuluokan optimointitekniikka.

"Google suunnittelee julkaisevansa miljoonan kubitin kvanttitietokoneen vasta vuonna 2029"

Venäjällä ei vielä ole omia yleismaailmallisia ratkaisijoita.Kaikki yritykset käyttävät japanilaisia ​​tai amerikkalaisia ​​ohjelmisto- ja laitteistojärjestelmiä. Ja jotta voit mukauttaa kvanttivaikutteisia algoritmeja ja hallita koko laskentaprosessia, sinulla on oltava pääsy ratkaisijan sisäiseen koodiin. Siksi prioriteettimme on nyt universaalin ratkaisijan kehittäminen Venäjällä.

Ratkaisijoiden tarve

Kunnes päivää Q, jolloin todellinen kvanttitietokoneet, ihmiskunta on vielä kaukana. Mutta eri alojen ja maiden yritykset käyttävät ja ottavat jo käyttöön kvanttiteknologiaa. Ei ole ihme, että optimointia tarvitaan kaikkialla, missä on suunnittelua ja johdonmukaisuutta, koska se säästää budjetteja, resursseja ja vähentää työaikaa.

Lue lisää:

Tiedemiehet kuvasivat oudon olennon lonkeroilla, joita he luulivat kukaksi

Yliäänikone lentää 2000 km/h nopeudella ja ylittää valtameren 3,5 tunnissa

Loi kvanttitietokoneen, joka "meni binäärijärjestelmän ulkopuolelle"