Святий грааль науки
Саме такий ажіотаж зараз довкола квантових обчислень. Той, хто перший зможе
Але поки що потужність квантових комп'ютерів занадтомала, пристрої можуть лише показувати можливість вирішення завдань, а чи не вирішувати їх. Для злому криптографічного алгоритму з відкритим ключем RSA (абревіатура від прізвища авторів) необхідно близько 20 млн кубитів. Кубит - це квантовий аналог біта, який може набувати не тільки значення 0 і 1, а й обидві ці позиції одночасно. У світі науки це називають суперпозицією, і саме ця особливість дозволяє знаходити відповідь швидше, але її створити непросто.
«Поки що потужність квантових комп'ютерів надто мала»
Наприклад, Google планує випустити квантовийкомп'ютер з 1 млн. кубітів тільки в 2029 році, а в сучасних квантових комп'ютерах є максимум сотня кубитів. Чим їх більше, тим складніше їх безпосередньо з'єднувати. До того ж, сучасні кубити нестабільні і з часом втрачають квантовий стан, а результати обчислень містять велику кількість помилок. Ці чинники дуже уповільнюють створення квантового комп'ютера.
«Квантова» користь тут і зараз
Математики та фізики, не чекаючи дня Q,навчилися застосовувати переваги квантових обчислень на класичному комп'ютері. Квантово-натхненні алгоритми знаходять рішення у прийнятні терміни. При цьому найкращі сучасні алгоритми вже знаходять їх на 95–99%, наближені до оптимальних. Пристрої допомагають розраховувати оптимальний маршрут для космічних апаратів, за допомогою них розробляють нові ліки та матеріали.
Розташування вітрових електростанцій, нафтовихсвердловин та станцій швидкої допомоги також оптимізують за допомогою квантово-натхненних алгоритмів. І це можна зробити з будь-яким розкладом – наприклад, поїздів чи відпусток. Звичайно, іноді план відпусток у маленькій компанії можна зробити і вручну. Але якщо змінних і обмежувальних чинників занадто багато, то виконати подібну роботу за допомогою простого перебору неможливо: пошук відповіді триватиме десятиліття. Вихід до винаходу квантово-натхненних алгоритмів був один - навмисно відмовитися від обліку кількох показників. Звичайно, це впливало на якість та ефективність рішення.
Оптимізуй це
Щоб використовувати алгоритм, потрібен спеціальнийпрограмно-апаратний комплекс. Його називають решатель чи солвер. Він використовується для вирішення оптимізаційних завдань, коли треба розглянути мільйони комбінацій. Солвер дозволяє врахувати всі обмеження, яке робота залежить від предметної області, на яку вирішується завдання. Вирішувач працює за єдиним логічним сценарієм, використовуючи вектор змінних та матрицю обмежень.
Солвери поділяються на два типи.Перший - спеціалізований, до нього відноситься платформа Яндекс.Маршрутизація. Вона вирішує проблеми логістики та вибору оптимального маршруту з урахуванням пробок, світлофорів та ремонту доріг. Другий - промислові або універсальні солвери, такі як Fixstars або IBM CPLEX. Вони вирішують оптимізаційні завдання з великою кількістю змінних та обмежень. Їх використовують для пошуку нових матеріалів чи складання графіка виробництва. Універсальний солвер - це передова технологія в галузі оптимізації.
"Google планує випустити квантовий комп'ютер з 1 млн кубитів тільки в 2029 році"
У Росії поки що немає своїх універсальних солверів.Усі підприємства користуються японськими чи американськими програмно-апаратними комплексами. А для того, щоб налаштувати під себе квантово-натхненні алгоритми та контролювати весь процес обчислень, потрібно мати доступ до внутрішнього коду солвера. Тому наш пріоритет зараз – розробка універсального солверу в Росії.
Потреба у солверах
До дня Q, коли з'являться справжні квантовікомп'ютери, людству ще далеко. Але компанії з різних сфер та країн вже застосовують та впроваджують квантові технології. Не дивно, що оптимізація потрібна скрізь, де є планування та послідовність, адже це допомагає економити бюджети, ресурси та скорочує час роботи.
Читати далі:
Вчені зняли на відео дивну істоту зі щупальцями, яку прийняли за квітку
Надзвуковий літак літатиме зі швидкістю 2 000 км/год і перетне океан за 3,5 години
Створено квантовий комп'ютер, який "вийшов за межі двійкової системи"