ความมั่งคั่ง อำนาจ และมหาอำนาจ: การคำนวณควอนตัมเปลี่ยนชีวิตเราอย่างไร

จอกศักดิ์สิทธิ์แห่งวิทยาศาสตร์

นี่เป็นกระแสฮือฮาเกี่ยวกับการคำนวณควอนตัมในตอนนี้ ผู้ที่สามารถทำได้ก่อน

พัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เสถียรจะโดนแจ็กพอตใหญ่ การเข้ารหัสและการแฮ็กข้อมูล ค้นหาวัสดุและยาใหม่ การเพิ่มประสิทธิภาพ การประเมินความเสี่ยง - คอมพิวเตอร์จะค้นหาวิธีแก้ไขปัญหาเหล่านี้แทบจะในทันที สิ่งนี้ทำให้หลายคนกลัว และด้วยเหตุผลที่ดี ข้อมูลและการออมทั้งหมดของเราจะตกอยู่ในความเสี่ยง สิ่งนี้อาจนำไปสู่หายนะระดับโลกซึ่งถูกเรียกว่า "การเปิดเผยควอนตัม" แล้ว

แต่ในขณะที่พลังของคอมพิวเตอร์ควอนตัมก็เช่นกันอุปกรณ์ขนาดเล็กสามารถแสดงความเป็นไปได้ในการแก้ปัญหาเท่านั้น และไม่สามารถแก้ไขได้ ใช้เวลาประมาณ 20 ล้าน qubits เพื่อถอดรหัสอัลกอริธึมการเข้ารหัสคีย์สาธารณะ RSA (ตัวย่อสำหรับชื่อผู้สร้าง) qubit เป็นแอนะล็อกควอนตัมของบิต ซึ่งไม่เพียงแต่รับค่า 0 และ 1 เท่านั้น แต่ทั้งสองตำแหน่งนี้ในเวลาเดียวกัน ในโลกของวิทยาศาสตร์ สิ่งนี้เรียกว่าการซ้อน (superposition) และเป็นคุณลักษณะที่ช่วยให้คุณสามารถหาคำตอบได้เร็วยิ่งขึ้น แต่การสร้างมันไม่ง่ายเลย

“ในขณะที่พลังของคอมพิวเตอร์ควอนตัมยังน้อยเกินไป”

ตัวอย่างเช่น Google วางแผนที่จะเปิดตัวควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่มี 1 ล้านคิวบิตในปี 2572 เพียงปีเดียว และคอมพิวเตอร์ควอนตัมสมัยใหม่มีสูงสุดร้อยคิวบิต ยิ่งมีมากยิ่งยากต่อการเชื่อมต่อโดยตรง นอกจากนี้ qubits สมัยใหม่จะไม่เสถียรและสูญเสียสถานะควอนตัมเมื่อเวลาผ่านไป และผลลัพธ์ของการคำนวณมีข้อผิดพลาดจำนวนมาก ปัจจัยเหล่านี้ทำให้การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมช้าลงอย่างมาก

"ควอนตัม" ได้รับประโยชน์ที่นี่และตอนนี้

คณิตศาสตร์และฟิสิกส์โดยไม่ต้องรอวัน Q,เรียนรู้ที่จะใช้ประโยชน์ของการคำนวณควอนตัมกับคอมพิวเตอร์คลาสสิก อัลกอริทึมที่ได้รับแรงบันดาลใจจากควอนตัมค้นหาวิธีแก้ปัญหาในกรอบเวลาที่ยอมรับได้ ในขณะเดียวกัน อัลกอริธึมที่ทันสมัยที่สุดก็พบว่ามันใกล้เคียงกับค่าที่เหมาะสมที่สุดแล้ว 95–99% อุปกรณ์ดังกล่าวช่วยในการคำนวณเส้นทางที่เหมาะสมที่สุดสำหรับยานอวกาศ ซึ่งใช้ในการพัฒนายาและวัสดุใหม่ๆ

ที่ตั้งของฟาร์มกังหันลม น้ำมันบ่อน้ำและสถานีฉุกเฉินยังได้รับการปรับให้เหมาะสมด้วยอัลกอริธึมที่ได้รับแรงบันดาลใจจากควอนตัม และสามารถทำได้ด้วยตารางเวลาต่างๆ เช่น รถไฟหรือวันหยุด แน่นอน บางครั้งแผนวันหยุดในบริษัทขนาดเล็กก็สามารถทำได้ด้วยตนเอง แต่ถ้ามีตัวแปรและปัจจัยจำกัดมากเกินไป ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะทำงานดังกล่าวด้วยการแจงนับง่ายๆ: จะใช้เวลาหลายทศวรรษในการหาคำตอบ ก่อนการประดิษฐ์อัลกอริธึมที่ได้รับแรงบันดาลใจจากควอนตัม มีเพียงทางออกเดียวเท่านั้นคือจงใจปฏิเสธที่จะคำนึงถึงตัวบ่งชี้หลายตัว แน่นอนว่าสิ่งนี้ส่งผลต่อคุณภาพและประสิทธิภาพของโซลูชัน

เพิ่มประสิทธิภาพ

ในการใช้อัลกอริธึมคุณต้องมีพิเศษระบบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ เรียกว่า Solver หรือ Solver ใช้เพื่อแก้ปัญหาการปรับให้เหมาะสมเมื่อต้องพิจารณาชุดค่าผสมนับล้าน ตัวแก้ปัญหาช่วยให้คุณคำนึงถึงข้อ จำกัด ทั้งหมดและงานของมันไม่ได้ขึ้นอยู่กับหัวข้อที่ปัญหากำลังได้รับการแก้ไข ตัวแก้ปัญหาทำงานตามสถานการณ์เชิงตรรกะเดียว โดยใช้เวกเตอร์ของตัวแปรและเมทริกซ์ข้อจำกัด

Solver แบ่งออกเป็น 2 ประเภทสิ่งแรกคือความเชี่ยวชาญ ซึ่งรวมถึงแพลตฟอร์ม Yandex.Routing แก้ปัญหาด้านโลจิสติกส์และการเลือกเส้นทางที่ดีที่สุด โดยคำนึงถึงรถติด สัญญาณไฟจราจร และการซ่อมแซมถนน ประการที่สองคือนักแก้ปัญหาเชิงอุตสาหกรรมหรือวัตถุประสงค์ทั่วไปเช่น Fixstars หรือ IBM CPLEX พวกเขาแก้ปัญหาการปรับให้เหมาะสมด้วยตัวแปรและข้อจำกัดจำนวนมาก ใช้เพื่อค้นหาวัสดุใหม่หรือกำหนดการผลิต Universal Solver เป็นเทคโนโลยีการเพิ่มประสิทธิภาพที่ทันสมัย

“Google วางแผนที่จะเปิดตัวคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มี 1 ล้าน qubits เท่านั้นในปี 2029”

รัสเซียยังไม่มีนักแก้ปัญหาที่เป็นสากลของตัวเององค์กรทั้งหมดใช้ระบบซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ของญี่ปุ่นหรืออเมริกัน และเพื่อปรับแต่งอัลกอริทึมที่ได้รับแรงบันดาลใจจากควอนตัมและควบคุมกระบวนการคำนวณทั้งหมด คุณต้องมีสิทธิ์เข้าถึงโค้ดภายในของตัวแก้ปัญหา ดังนั้นสิ่งที่เราให้ความสำคัญในตอนนี้คือการพัฒนาตัวแก้ปัญหาสากลในรัสเซีย

ต้องการนักแก้ปัญหา

จนถึงวันที่ Q เมื่อควอนตัมจริงคอมพิวเตอร์ มนุษยชาติยังห่างไกล แต่บริษัทจากสาขาและประเทศต่างๆ ต่างก็ใช้และใช้เทคโนโลยีควอนตัมอยู่แล้ว ไม่น่าแปลกใจเลยที่การเพิ่มประสิทธิภาพเป็นสิ่งจำเป็นในทุกที่ที่มีการวางแผนและความสม่ำเสมอ เนื่องจากจะช่วยประหยัดงบประมาณ ทรัพยากร และลดเวลาในการทำงาน

อ่านเพิ่มเติม:

นักวิทยาศาสตร์ได้ถ่ายสิ่งมีชีวิตประหลาดที่มีหนวดซึ่งพวกเขาเข้าใจผิดว่าเป็นดอกไม้

เครื่องบินเหนือเสียงจะบินด้วยความเร็ว 2,000 กม. / ชม. และข้ามมหาสมุทรใน 3.5 ชั่วโมง

สร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ "ก้าวข้ามระบบเลขฐานสอง"