Для поиска темы - пользуйтесь СИСТЕМОЙ ПОИСКА


Стоимость дипломной работы


Home Интересно... Техника на грани фантастики.

Техника на грани фантастики.
загрузка...
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 

Техника на грани фантастики.

 

Правда ли, что в Google создали работающий квантовый компьютер?

 

Конец безопасности.

 

Квантовые компьютеры — вещь полуфантастическая. В отличие от обычного компьютера, который оперирует битами, способными находиться только в двух состояниях — 0 или 1, квантовый компьютер работает с кубитами – квантовыми объектами, которые могут находиться в суперпозиции нескольких состояний, то есть, например, одновременно иметь значение и 1 и 0. Поэтому квантовые компьютеры способны решать задачи, которые на обычных компьютерах выполнить в разумный срок невозможно. Например, они могут очень быстро взламывать шифры. Большая часть современных криптографических технологий (например, способы шифрования данных в банковских карточках) основана именно на этом принципе: они оперируют задачами, которые невозможно решить за вменямое время. Например, перемножить два числа несложно, а вот по результату найти множители очень непросто (точнее, очень долго).

 

Квантовый компьютер, когда он будет создан, позволит решать эту задачу за короткое время, что может сделать многие современные технологии шифрования небезопасными. По крайней мере, Агентство национальной безопасности США уже всерьез озабочено будущей «квантовой угрозой» и собирается создавать новые алгоритмы шифрования, которые не будут поддаваться квантовым компьютерам.

 

Однако универсальный и пригодный для практического применения квантовый компьютер пока еще не создан. Множество научных групп из разных стран создают экспериментальные квантовые устройства, состоящие из множества кубитов, однако прогресс пока идет не слишком быстро. Некоторые ученые даже считают, что сложности на пути создания «полноценной» квантовой ЭВМ могут оказаться непреодолимыми.

 

Основная сложность создания квантового компьютера, состоящего из множества кубитов (а чем больше кубитов, тем больше вычислительная мощность), заключается в том, что все эти кубиты должны сохранять определенное квантовое состояние в течение достаточно длительного времени – достаточного, чтобы они могли провзаимодействовать друг с другом, то есть выполнить вычисления.

 

Но квантовые состояния очень неустойчивы, они очень легко разрушаются от малейших колебаний температуры, вибраций. Более того, доказано, что определенный уровень ошибок в квантовых вычислениях в принципе неустраним, поэтому многие ученые работают над созданием алгоритмов коррекции ошибок для еще не созданных квантовых устройств.

 

«Но процесс потихоньку движется: например, в квантовых компьютерах удается заставить работать все большее количество кубитов. Если получится создать компьютер, оперирующий несколькими сотнями кубитов, можно будет говорить о решении с его помощью каких-то классов задач. Это уже сделает возможным практическое применение квантовых компьютеров, но до этого еще далеко — 5-10 лет, а может быть больше», — пояснил Юнусов.

 

Тысяча кубитов и квантовый отжиг.

 

Лидером среди создателей квантовых вычислительных устройств сейчас является компания D-Wave Systems. Именно она создала главного героя этого текста – компьютер D-Wave. В 2013 году его предыдущую версию приобрела корпорация Google, эксперименты с ним проводит лаборатория Quantum Artificial Intelligence Lab. Сейчас, после апгрейда, это уже компьютер D-Wave 2X, который содержит вдвое больше – тысячу – кубитов.

 

Однако эта установка не является универсальным квантовым компьютером. Это так называемый адиабатический компьютер, который призван решать задачи оптимизации – поиска абсолютного минимума некоторой очень сложной функции. Эта задача очень важна для множества приложений – от поиска путей снижения затрат в экономике до исследования процессов фотосинтеза.

 

Если представить себе функцию в виде горной системы, то конечной целью оптимизации будет поиск самой глубокой долины в ней. Если классические алгоритмы должны «перепрыгивать» через все вершины в поисках минимума, то квантовые позволяют туннелировать сквозь них. Этот метод называется методом «квантового отжига».

 

«Они купили „железо“ у D-Wave, а дальше долго искали, есть ли задача, для которой оно покажет хоть какой-то результат», — объяснил Юнусов.

 

Ранее ученым не удавалось доказать, что компьютер D-Wave действительно демонстрирует преимущества квантовых методов перед классическим, однако теперь у них, кажется, получилось.

 

В сообщении, опубликованном в Google Research Blog, говорится, что D-Wave смог решить эту задачу (найти минимум функции) примерно в 100 миллионов раз быстрее, чем классический компьютер.

 

«Вероятно, стоит подождать, пока об этой работе появится больше информации, но вполне возможно, что так оно и есть. Они пишут, что их компьютер считает примерно в 100 миллионов раз быстрее обычного, и для квантовых компьютеров это как раз ожидаемый результат», — говорит ученый.

 

Хотя узкоспециализированное устройство еще нельзя назвать полноценным компьютером, но сам факт, что на нем можно производить вычисления быстрее, чем на обычном компьютере, обнадеживает. «Чем дальше, тем сложнее будет определить тот момент, когда можно будет точно сказать: „квантовый компьютер создан и работает“. Просто такие компьютеры будут постепенно решать все больше разных задач, становится все более универсальными. Поэтому тот шаг, который сделан в Google — это тоже уже неплохо», — заключил ученый.


 
загрузка...

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить