Święty Graal nauki
To jest dokładnie to, o czym mówi się teraz wokół obliczeń kwantowych. Ten, kto może to zrobić pierwszy
Ale podczas gdy moc komputerów kwantowych też jestmałe, urządzenia mogą jedynie pokazać możliwość rozwiązywania problemów, a nie ich rozwiązywać. Do złamania algorytmu kryptograficznego z kluczem publicznym RSA (skrót od nazwiska twórców) potrzeba około 20 milionów kubitów. Kubit to kwantowy odpowiednik bitu, który może przyjmować nie tylko wartości 0 i 1, ale obie te pozycje jednocześnie. W świecie nauki nazywa się to superpozycją i to właśnie ta cecha pozwala szybciej znaleźć odpowiedź, ale nie jest łatwo ją stworzyć.
„Podczas gdy moc komputerów kwantowych jest zbyt mała”
Na przykład Google planuje wypuścić kwantkomputer z 1 milionem kubitów w samym tylko 2029 roku, a współczesne komputery kwantowe mają maksymalnie sto kubitów. Im jest ich więcej, tym trudniej jest je bezpośrednio połączyć. Ponadto współczesne kubity są niestabilne i z czasem tracą swój stan kwantowy, a wyniki obliczeń zawierają dużą liczbę błędów. Czynniki te znacznie spowalniają tworzenie komputera kwantowego.
Korzyść „kwantowa” tu i teraz
Matematyka i fizyka, nie czekając na dzień Q,nauczył się stosować zalety obliczeń kwantowych na klasycznym komputerze. Algorytmy inspirowane kwantowo znajdują rozwiązania w akceptowalnych ramach czasowych. Jednocześnie najlepsze współczesne algorytmy znajdują je już w 95-99% blisko optymalnych. Urządzenia pomagają obliczyć optymalną trasę dla statku kosmicznego, służą do opracowywania nowych leków i materiałów.
Lokalizacja farm wiatrowych, ropastudnie i stacje ratunkowe są również zoptymalizowane za pomocą algorytmów inspirowanych kwantowo. I można to zrobić z dowolnym harmonogramem - na przykład pociągami lub urlopami. Oczywiście czasami plan urlopowy w małej firmie można zrobić ręcznie. Ale jeśli jest zbyt wiele zmiennych i czynników ograniczających, to nie da się wykonać takiej pracy za pomocą prostego wyliczenia: znalezienie odpowiedzi zajmie dekady. Przed wynalezieniem algorytmów inspirowanych kwantami było tylko jedno wyjście - celowo odmówić uwzględnienia kilku wskaźników. Oczywiście wpłynęło to na jakość i wydajność rozwiązania.
Zoptymalizuj to
Aby skorzystać z algorytmu, potrzebujesz specjalnegosystem sprzętu i oprogramowania. Nazywa się to solverem lub solverem. Służy do rozwiązywania problemów optymalizacyjnych, gdy trzeba rozważyć miliony kombinacji. Solver pozwala uwzględnić wszystkie ograniczenia, a jego działanie nie zależy od obszaru tematycznego, dla którego problem jest rozwiązywany. Solver działa zgodnie z jednym scenariuszem logicznym, wykorzystując wektor zmiennych i macierz ograniczeń.
Solvery dzielą się na dwa typy.Pierwszy jest wyspecjalizowany, obejmuje platformę Yandex.Routing. Rozwiązuje problemy logistyki i wyboru najlepszej trasy z uwzględnieniem korków, sygnalizacji świetlnej i remontów dróg. Drugi to solvery przemysłowe lub ogólnego przeznaczenia, takie jak Fixstars lub IBM CPLEX. Rozwiązują problemy optymalizacyjne z dużą liczbą zmiennych i ograniczeń. Służą do wyszukiwania nowych materiałów lub planowania produkcji. Universal Solver to najnowocześniejsza technologia optymalizacji.
„Google planuje wypuścić komputer kwantowy z 1 milionem kubitów dopiero w 2029 roku”
Rosja nie ma jeszcze własnych uniwersalnych rozwiązań.Wszystkie przedsiębiorstwa korzystają z japońskich lub amerykańskich systemów oprogramowania i sprzętu. Aby dostosować inspirowane kwantowymi algorytmami i kontrolować cały proces obliczeniowy, musisz mieć dostęp do wewnętrznego kodu solvera. Dlatego naszym priorytetem jest teraz rozwój uniwersalnego solvera w Rosji.
Potrzeba solverów
Aż do dnia Q, kiedy prawdziwy kwantkomputery, ludzkość jest jeszcze daleko. Ale firmy z różnych dziedzin i krajów już wykorzystują i wdrażają technologie kwantowe. Nic więc dziwnego, że optymalizacja jest potrzebna wszędzie tam, gdzie jest planowanie i spójność, ponieważ pomaga zaoszczędzić budżety, zasoby i skraca czas pracy.
Czytaj więcej:
Naukowcy sfilmowali dziwne stworzenie z mackami, które pomylili z kwiatem
Samolot naddźwiękowy poleci z prędkością 2000 km/h i przeleci ocean w 3,5 godziny
Stworzył komputer kwantowy, który „wykroczył poza system binarny”