עושר, כוח ומעצמות: כיצד מחשוב קוונטי משנה את חיינו

הגביע הקדוש של המדע

זה בדיוק ההייפ סביב מחשוב קוונטי כרגע. מי שיכול לעשות את זה ראשון

לפתח מחשב קוונטי יציב,יזכה בקופה גדולה. קריפטוגרפיה ופריצת נתונים, חיפוש חומרים ותרופות חדשות, אופטימיזציה, הערכת סיכונים – המחשב ימצא פתרונות לבעיות אלו כמעט באופן מיידי. זה מפחיד אנשים רבים, ומסיבה טובה: כל הנתונים והחסכונות שלנו יהיו בסיכון. זה עלול להוביל לאסון עולמי, שכבר כונה "אפוקליפסת הקוונטים".

אבל בעוד כוחם של מחשבים קוונטיים גם כןקטנים, מכשירים יכולים רק להראות את האפשרות לפתור בעיות, ולא לפתור אותן. נדרשים כ-20 מיליון קיוביטים כדי לפצח את האלגוריתם ההצפנה המפתח הציבורי של RSA (קיצור של שם היוצרים). קיוביט הוא אנלוגי קוונטי של ביט, שיכול לקבל לא רק את הערכים 0 ו-1, אלא את שני העמדות הללו בו זמנית. בעולם המדע קוראים לזה סופרפוזיציה ותכונה זו היא שמאפשרת למצוא את התשובה מהר יותר, אבל לא קל ליצור אותה.

"בעוד שהכוח של מחשבים קוונטיים קטן מדי"

לדוגמה, גוגל מתכננת לשחרר קוונטיםמחשב עם מיליון קיוביטים בשנת 2029 בלבד, ולמחשבים קוונטיים מודרניים יש מקסימום מאה קיוביטים. ככל שיש יותר, קשה יותר לחבר אותם ישירות. בנוסף, קיוביטים מודרניים אינם יציבים ומאבדים את מצבם הקוונטי לאורך זמן, ותוצאות החישובים מכילות מספר רב של שגיאות. גורמים אלו מאטים מאוד את יצירתו של מחשב קוונטי.

תועלת "קוואנטום" כאן ועכשיו

מתמטיקה ופיזיקה, בלי לחכות ליום ש,למד ליישם את היתרונות של מחשוב קוונטי במחשב קלאסי. אלגוריתמים בהשראת קוונטים מוצאים פתרונות במסגרות זמן מקובלות. יחד עם זאת, האלגוריתמים המודרניים הטובים ביותר כבר מוצאים אותם ב-95-99% קרובים לאופטימליים. המכשירים עוזרים לחשב את המסלול האופטימלי עבור חלליות, הם משמשים לפיתוח תרופות וחומרים חדשים.

מיקום חוות רוח, נפטבארות ותחנות חירום מותאמים גם הם באמצעות אלגוריתמים בהשראת קוונטים. ואת זה אפשר לעשות עם כל לוח זמנים - למשל, רכבות או חופשות. כמובן שלעיתים תוכנית חופשה בחברה קטנה יכולה להתבצע באופן ידני. אבל אם יש יותר מדי משתנים וגורמים מגבילים, אז אי אפשר לעשות עבודה כזו עם ספירה פשוטה: ייקח עשרות שנים למצוא את התשובה. לפני המצאת האלגוריתמים בהשראת קוונטים, הייתה רק מוצא אחד - לסרב בכוונה לקחת בחשבון מספר אינדיקטורים. כמובן שזה השפיע על איכות ויעילות הפתרון.

בצע אופטימיזציה

כדי להשתמש באלגוריתם, אתה צריך מיוחדמערכת חומרה ותוכנה. זה נקרא פותר או פותר. הוא משמש לפתרון בעיות אופטימיזציה כאשר יש לשקול מיליוני שילובים. הפותר מאפשר לקחת בחשבון את כל ההגבלות, ועבודתו אינה תלויה בתחום הנושא שעבורו נפתרת הבעיה. הפותר עובד לפי תרחיש לוגי יחיד, תוך שימוש בוקטור של משתנים ומטריצת אילוצים.

הפותרים מתחלקים לשני סוגים.הראשון הוא מיוחד, הוא כולל את פלטפורמת Yandex.Routing. הוא פותר את בעיות הלוגיסטיקה ובחירת המסלול הטוב ביותר, תוך התחשבות בפקקים, רמזורים ותיקוני כבישים. השני הוא פותרים תעשייתיים או כלליים כמו Fixstars או IBM CPLEX. הם פותרים בעיות אופטימיזציה עם מספר רב של משתנים ואילוצים. הם משמשים למציאת חומרים חדשים או לתזמון ייצור. ה-Universal Solver הוא טכנולוגיית אופטימיזציה מתקדמת.

"גוגל מתכננת להוציא מחשב קוונטי עם מיליון קיוביטים רק ב-2029"

לרוסיה אין עדיין פותרים אוניברסליים משלה.כל הארגונים משתמשים במערכות תוכנה וחומרה יפניות או אמריקאיות. וכדי להתאים אישית את האלגוריתמים בהשראת הקוונטים ולשלוט בכל תהליך החישוב, אתה צריך לקבל גישה לקוד הפנימי של הפותר. לכן, העדיפות שלנו כעת היא פיתוח של פותר אוניברסלי ברוסיה.

צורך בפותרים

עד ליום Q, שבו הקוונטים האמיתייםמחשבים, האנושות עדיין רחוקה. אבל חברות מתחומים ומדינות שונות כבר משתמשות ומיישמות טכנולוגיות קוונטיות. אין זה פלא שיש צורך באופטימיזציה בכל מקום שיש תכנון ועקביות, כי זה עוזר לחסוך בתקציבים, במשאבים ומצמצם את זמן העבודה.

קרא עוד:

מדענים צילמו יצור מוזר עם מחושים, שלדעתם הם פרח

המטוס העל-קולי יטוס במהירות של 2,000 קמ"ש ויחצה את האוקיינוס ​​תוך 3.5 שעות

יצר מחשב קוונטי ש"הלך מעבר למערכת הבינארית"