Шутка интел квантовый объект
Обновлено: 19.05.2024
Интересно, а какая сторона у монетки в тот момент, когда она в воздухе? Орел или решка, горит или не горит, открытое или закрытое, 1 или 0. Все это примеры двоичной системы, то есть системы, которая имеет всего два возможных состояния. Все современные процессоры в своем фундаменте основаны именно на этом!
При правильной организации транзисторов и логических схем можно сделать практически все! Или все-таки нет?
Современные процессоры это произведение технологического искусства, за которым стоят многие десятки, а то и сотни лет фундаментальных исследований. И это одни из самых высокотехнологичных устройств в истории человечества! Мы о них уже не раз рассказывали, вспомните хотя бы процесс их создания!
Процессоры постоянно развиваются, мощности растут, количество данных увеличивается, современные дата-центры ворочают данные сотнями петабайт (10 в 15 степени = 1 000 000 000 000 000 байт). Но что если я скажу что на самом деле все наши компьютеры совсем не всесильны!
Например, если мы говорим о BigData (больших данных) то обычным компьютерам могут потребоваться года, а то и тысячи лет для того, чтобы обработать данные, рассчитать нужный вариант и выдать результат.
И тут на сцену выходят квантовые компьютеры. Но что такое квантовые компьютеры на самом деле? Чем они отличаются от обычных? Действительно ли они такие мощные? Будет ли на них CS:GO идти в 100 тысяч ФПС?
Небольшая затравочка — мы вам расскажем, как любой из вас может уже сегодня попробовать воспользоваться квантовым компьютером!
Устраивайтесь поудобнее, наливайте чай, будет интересно.
Глава 1. Чем плохи обычные компьютеры?
Начнем с очень простого классического примера.
Представим, что у вас есть самый мощный суперкомпьютер в мире. Это компьютер Фугаку. Его производительность составляет 415 ПетаФлопс.
Давайте дадим ему следующую задачку: надо распределить три человека в две машины такси. Сколько у нас есть вариантов? Нетрудно понять что таких вариантов 8, то есть это 2*2*2 или 2 в третьей степени.
Как быстро наш суперкомпьютер справится с этой задачей? Мгновенно! Задачка-то элементарная.
А теперь давайте возьмем 25 человек и рассадим их по двум шикарным лимузинам, получим 2 в 25 степени или 33 554 432 варианта. Поверьте, это число тоже плевое дело для нашего суперкомпьютера.
А теперь 100 человек и 2 автобуса, сколько вариантов?
Считаем: 2 в 100 степени — это примерно 1.27 x 1030 или 1,267,650,600,228,229,401,496,703,205,376 вариантов.
Теперь нашему суперкомпьютеру на перебор всех вариантов понадобится примерно 4.6*10^+35 (4.6 на 10 в 35 степени) лет. А это уже очень и очень много. Такой расчет займет больше времени чем суммарная жизнь сотен вселенных.
Суммарная жизнь нашей вселенной: 14 миллиардов лет или 14 на 10 в 9 степени.
Даже если мы объединим все компьютеры в мире ради решения, казалось бы, такой простой задачки как рассадка 100 человек по 2 автобусам — мы получим решение, практически никогда!
И что же? Все? Выхода нет?
Есть, ведь квантовые компьютеры будут способны решить эту задачку за секунды!
И уж поверьте — использоваться они будут совсем не для рассадки 100 человек по 2 автобусам!
Глава 2. Сравнение. Биты и Кубиты
Давайте разберемся, в чем же принципиальная разница.
Мы знаем, что классический процессор состоит из транзисторов и они могут пропускать или не пропускать ток, то есть быть в состоянии 1 или 0 — это и есть БИТ информации. Кстати, рекомендую посмотреть наше видео о том как работают процессоры.
Вернемся к нашему примеру с двумя такси и тремя людьми. Каждый человек может быть либо в одной, либо в другой машине — 1 или 0.
Вот все состояния:
Для решения процессору надо пройти через абсолютно все варианты один за одним и выбрать те, которые подходят под заданные условия.
В квантовых компьютерах используются тоже биты, только квантовые и они принципиально отличаются от обычных транзисторов.
Они так и называются Quantum Bits, или Кубиты.
Что же такое кубиты?
Кубиты — это специальные квантовые объекты, настолько маленькие, что уже подчиняются законам квантового мира. Их главное свойство — они способны находиться одновременно в 2 состояниях, то есть в особом состоянии — суперпозиции.
Фактически, это и есть принципиальное отличие кубитов от обычных битов, которые могут быть только 1 или 0.
Суперпозиция — это нечто потрясающее. Считайте что кубиты — это одновременно открытая и закрытая дверь, или горящая и не горящая лампочка….
В нашем случае они одновременно 1 и 0!
Но квантовая механика говорит нам, что квантовый объект, то есть кубит, находится в суперпозиции, пока ты его не измеришь. Помните монетку — это идеальный пример суперпозиции — пока она в воздухе она одновременно и орел, и решка, но как только я ее поймал — все: либо орел, либо решка! Состояние определилось.
Надо понять, что эти кубиты и их поведение выбираются совсем не случайно — эти квантовые системы очень строго определены и их поведение известно. Они подчиняются законам квантовой механики!
Квантовый компьютер внутри
Говоря о самом устройстве, если мы привыкли к полупроводникам и кремнию в обычных процессорах, то в случае квантовых компьютеров люди все еще ищут, какие именно квантовые объекты лучше всего использовать для того, чтобы они выступили кубитами. Сейчас вариантов очень много — это могут быть и электроны со своим спином или, например, фотоны и их поляризация. Вариантов множество.
И это далеко не единственная сложность, с которой столкнулись ученые! Дело в том, что квантовые кубиты довольно нестабильны и их надо держать в холодном месте, чтобы можно было контролировать.
И если вы думаете, что для этого будет достаточно водяного охлаждения вашего системника, отчасти вы правы, только если залить туда жидкий Гелий, температура которого ниже минус двухсот семидесяти градусов Цельсия! А для его получения используются вот такие вот здоровые бочки.
Фактически, квантовые компьютеры — это одни из самых холодных мест во вселенной!
Принцип работы квантового компьютера
Давайте вернемся к нашей задачке про трех людей и две машины и рассмотрим ее с точки зрения квантового компьютера:
Для решения подобной системы нам понадобится компьютер с 3 кубитами.
Помните, что классический компьютер должен был пройти все варианты один за одним? Так вот поскольку кубиты одновременно имеют состояния «1» и «0», то и пройти через все варианты он сможет, фактически одновременно!
Знаю, что прозвучит максимально странно, но представьте, что в данной ситуации наши три кубита создают 8 различных параллельных миров, в каждом из которых существует одно решение, а потом они все собираются в один! Реально «Мстители» какие-то!
Но что же получается? Он выдает все варианты сразу, а как получить правильный?
Для этого существуют специальные математические операторы, например оператор Грувера, который позволяет нам определять правильные результаты вычислений квантовых систем! Это специальная функция, которая среди всех возможных вариантов находит нужный нам.
Помните задачку про 100 человек в 2 автобуса, которую не смогли бы решить все современные компьютеры вместе взятые? Для квантового компьютера со 100 кубитами эта задачка все равно что семечку щелкнуть! То есть компьютер находится одновременно в 2 в 100 степени состояний, а именно:
1,267,650,600,228,229,401,496,703,205,376 — вот столько состояний одновременно! Столько параллельных миров!
Думаете, что всё это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой? Да, вы правы. Есть куча нюансов и ограничений. Например, ошибка. Проблема в том, что кубиты, в отличие от обычных битов, не определены строго.
У них есть определенная вероятность нахождения в состоянии 1 или 0. Поэтому есть вероятность ошибки и чем больше кубитов в системе, тем больше суммарная вероятность, что система выдаст неправильный ответ. Поэтому зачастую надо провести несколько расчетов одной и той же задачи, чтобы получить верный ответ.
Ну то есть как верный? Он всегда будет содержать в себе минимальную возможность ошибки вследствие своей сложной квантовой природы, но ее можно сделать ничтожно малой, просто прогнав вычисления множество раз!
Квантовые компьютеры сегодня
Теперь перейдем к самому интересному — какое состояние сейчас у квантового компьютера? А то их пока как-то не наблюдается на полках магазинов!
На самом деле все, что я описал выше, это не такая уж и фантастика. Квантовые компьютеры уже среди нас и уже работают. Их разработкой занимаются GOOGLE, IBM, INTEL, MICROSOFT и другие компании поменьше. Кроме того в каждом большом институте есть исследовательские группы, которые занимаются разработкой и исследованием квантовых компьютеров.
Сундар Пичаи и Дэниэл Сэнк с квантовым компьютером Google. Октябрь 2019
В октябре прошлого года, в журнале Nature, Google выложила статью, которая шарахнула по всему миру огромными заголовками — КВАНТОВОЕ ПРЕВОСХОДСТВО!
В Google создали квантовый компьютер с 53 кубитами и смогли решить задачку, за 200 секунд, на решение которой у обычного компьютера ушло бы 10000 лет!
Конечно IBM было очень обидно и они начали говорить, что задача слишком специальная, и вообще не 10000 лет, а 2.5 дня, но факт остается фактом — квантовое превосходство было достигнуто в определенной степени!
Так что теперь вопрос считанных лет, когда квантовые компьютеры начнут использоваться повсеместно! IBM, например, только что анонсировали что в 2023 году создадут коммерческий квантовый компьютер с 1121 кубитами!
Чтобы вы понимали калькулятор Google даже не считает сколько будет 2 в 1121 степени, а просто говорит — бесконечность! И это совсем не предел.
Уже ведется разработка компьютеров на миллионы кубитов — именно они откроют истинный потенциал квантовых вычислений.
Более того, вы уже сейчас можете попробовать самостоятельно попробовать квантовые вычисления! IBM предлагает облачный доступ к самым современным квантовым компьютерам. Вы можете изучать, разрабатывать и запускать программы с помощью IBM Quantum Experience.
Но зачем вообще нужны квантовые компьютеры и где они будут применяться?
Естественно, не для распихивания людей по автобусам.
Задач множество. Главная — базы данных и поиск по ним, работа с BigData станет невероятно быстрой. Shazam, прокладывание маршрутов, нейронные сети, искусственный интеллект — все это получит невероятный толчок! Кроме того симуляции и моделирование квантовых систем! Зачем это надо — спросите вы?
Это очень важно, так как появится возможность строить модели взаимодействия сложных белковых соединений.
Это станет очень важным шагом для медицины, открывающим просто умопомрачительные просторы для создания будущих лекарств, понимания того как на нас влияют разные вирусы и так далее. Простор огромен!
Чтобы вы примерно понимали какая это сложная задачка, мы вернемся в примеру с монеткой. Представьте что вам надо заранее смоделировать что выпадет — орел или решка.
Надо учесть силу броска, плотность воздуха, температуру и кучу других факторов. Сложно? Ну не так уж!
А теперь представьте, что у вас не один человек, который кидает монетку, а миллион разных людей, в разных местах, по-разному кидают монетки. И вам надо рассчитать что выпадет у всех! Вот примерно настолько сложная эта модель о взаимодействии белков.
Кроме того, вы наверняка слышали о том, что квантовые компьютеры сделают наши пароли просто пшиком, который можно будет подобрать за секунды. Но это уже совсем другая тема…
Вывод
Какой вывод из всего этого мы можем сделать, квантовый компьютер — это принципиально новая система. Она отличается от обычных компьютеров в самом фундаменте, в физических основах на которых работает.
Их на самом деле даже нельзя сравнивать! Это все равно, что сравнивать обычные счеты и современные компьютеры!
И конечно есть большие сомнения, что вы когда-нибудь сможете прийти в магазин и купить свой маленький квантовый процессор. Но они вам и не нужны. Квантовые компьютеры для обычного пользователя станут как современные дата-центры, то есть нашими невидимыми помощниками, которые расположены далеко и которые просто делают нашу жизнь лучше или как минимум другой!
Как квантовый компьютер может взломать современные системы шифрования и снизить стоимость выработки аммиака?
Парадоксы и загадки квантовой физики будоражат умы ученых уже давно. Сегодня на основе необычных свойств квантовых частиц строятся новые приборы и устройства, которые могут по своим характеристикам многократно превосходить классические аналоги.
С рассказом о событиях в “Квантовой отрасли” перед сотрудниками Acronis выступил научный руководитель группы «Квантовые информационные технологии» РКЦ Алексей Федоров. В этом посте мы приводим расшифровку его лекции о квантовых технологиях с дополнениями, чтобы поделиться полезными и интересными данными с подписчиками Acronis на Habrahabr.
Справочная: квантовая криптография на пальцах
История квантовой криптографии началась не с технологий связи, а с попытки решить совершенно другую задачу — создать деньги, которые невозможно подделать.
Стивен Визнер из Колумбийского университета в 1983 году предложил создать квантовые банкноты государственного образца, которые нельзя скопировать даже в том случае, если у желающего сделать это есть типографское оборудование и бумага, при помощи которых изготавливался оригинал. Вероятность изготовления точной копии оригинала, защищенного квантовыми технологиями, стремится к нулю.
Специалисты по информатике расширяют рубежи проверяемого знания
ПереводВселенная задач, проверяемых компьютером, выросла. Благодаря какому секретному ингредиенту это произошло? Из-за квантовой запутанности.
Представьте, что некто пришёл к вам и заявил, что у него есть оракул, способный раскрыть сокровенные тайны вселенной. Вы могли бы заинтересоваться этим, но вам тяжело было бы в это поверить. Вы бы хотели придумать способ подтвердить, что оракул говорит правду.
Такова основная проблема информатики. Некоторые задачи слишком сложно решить за разумное время. Но их решения просто проверить. Учитывая это, специалистам по информатике хочется знать: насколько сложной может быть задача, решение которой всё ещё можно проверить?
Оказывается, что ответ на этот вопрос: практически невообразимо сложной.
Не Portal 3, но близко: квантовая телепортация информации внутри алмаза
Мы все знакомы с различными супергероями и их уникальными способностями, хотим мы того или нет. Потому вопрос о том, какую бы вы хотели иметь суперспособность, не такой и редкий. Кто-то хотел бы быть невероятно сильным, как Халк, кто-то — быстрым, как Флеш, а кто-то не отказался бы от суперспособности Бэтмена — денег. А вот те, кто хоть раз находился в пробке длиной от Марса до Венеры, все бы отдали за возможность телепортироваться. Концепция телепортации звучит весьма увлекательно с точки зрения научной фантастики, однако в реальности эта суперспособность также существует, но наделены ею далеко не люди. Сегодня мы с вами познакомимся с исследованием, в котором ученые из Йокогамского университета (Япония) смогли телепортировать информацию внутри алмаза. Как ученые это сделали, каким боком тут квантовая физика, и что это значит для будущего технологий хранения данных? Ответы ждут нас в докладе ученых. Поехали.
Всего голосов 27: ↑23 и ↓4 +19 Просмотры 11K Добавить в закладки 30 Oxoron 2 июля 2019 в 00:05Квантовые вычисления могут изменить все, и IBM соревнуется с Microsoft, Intel и Google, с целью овладеть ими
Перевод
Джим Кларк, директор по квантовому оборудованию Intel, с одним из квантовых процессоров компании. Фото; Intel
- Квантовые компьютеры — чрезвычайно захватывающая технология, подающая надежды на создание мощных вычислительных возможностей для решение ранее неразрешимых проблем.
- Эксперты утверждают, что IBM лидировала в области квантовых вычислений, поэтому Google, Intel, Microsoft и множество стартапов находятся под ее влиянием.
- Инвесторов привлекают стартапы в области квантовых вычислений, в их числе IonQ, ColdQuanta, D-Wave Systems и Rigetti, которые смогут изменить этот рынок.
- Однако, есть загвоздка: современные квантовые компьютеры, как правило, не так мощны и не так надежны, как существующие сегодня суперкомпьютеры, а также им требуются особенные условия для запуска и загрузки.
Следующий анекдот
Состояние ЭТОГО неопределённо, пока вы не сделаете наблюдение или третью попытку. Назовите ЭТО аббревиатурой.
Квант, или туда и обратно: новый алгоритм изучения квантово-классического перехода
Многие считают, что сложнее классической физики может быть только квантовая. Однако куда сложнее изучать системы, которые находятся, так сказать, на стыке этих двух миров. Если в квантовую систему добавлять все больше и больше частиц, то она начнет терять свои квантовые свойства и превращаться в более классическую. Этот процесс именуют квантово-классическим переходом. Чтобы изучить такую систему, классических компьютеров будет недостаточно, потому ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории предложили свой собственный алгоритм, который в сопряжении с квантовыми компьютерами из пары сотен кубитов сможет разгадать тайны квантово-классического перехода. Как работает алгоритм, почему меньше формул значит лучше и какое применение сего алгоритма на практике? Об этом и не только мы узнаем из доклада исследовательской группы. Поехали.
Всего голосов 20: ↑18 и ↓2 +16 Просмотры 6.2K Добавить в закладки 31 SLY_G 18 июля 2019 в 10:00Характеристики квантовых компьютеров
Мощность квантового компьютера измеряется в кубитах, базовой единице измерения в квантовом компьютере. Источник.
Я делаю фейспалм после каждого прочтения подобной фразы. До добра это не довело, начало садиться зрение; скоро придется обращаться к Meklon.
Думаю, пора несколько систематизировать основные параметры квантового компьютера. Их несколько:
- Количество кубитов
- Время удержания когерентности (время декогеренции)
- Уровень ошибок
- Архитектура процессора
- Цена, доступность, условия содержания, время амортизации, инструменты программирования, и т.д.
Следующий анекдот
Генералы цифровых гига-концернов падки на все блестящее - как сороки, а их генеральские консультанты - "визионеры" невежественны, как свиной окорок.
Именно этим объясняются грандиозные финансовые пузыри, надувшиеся на темах "искусственного интеллекта", "мозгового чипа" и "квантового компьютера".
Хотя, в последней теме есть кое-что еще.
В 1965 году, на заре микропроцессорных технологий, Гордон Мур (будущий соучредитель Intel) заявил: число транзисторов на квадратный дюйм в микросхемах будет возрастать вдвое каждый год. В 1975 году Мур понял, что погорячился и поднял срок удвоения с одного года до двух лет. В XXI веке Мур признался, что ляпнул тогда чепуху. Он даже опубликовал две статьи, объяснявшие невозможность безграничного экспоненциального роста плотности упаковки транзисторов (по крайней мере, из-за атомарной природы вещества). Его объяснений были понятны, кажется, даже полным тупицам. Но не "цифровым генералам". Мур, которому уже стукнуло 90 лет, махнул на это рукой и занялся каким-то хобби вроде рыбалки и экологии. Ну, здоровья и хорошего настроения ему - он повел себя как честный челвоек, и больше в этой истории не фигурировал.
Между тем, "цифровые генералы" уже успевшие превратить закон Мура в фетиш, в символ веры (или символ успешности своих гига-концернов), просто не могли от него отказаться. Они потребовали у консультантов-визионеров - рецепт, как преодолеть физические ограничения этого закона. По сложившейся традиции, визионеры ответили "будет сделано" (ведь если желания "цифровых генералов" противоречат физике - тем хуже для физики). После недолгих поисков, визионеры зацепились за некое старое (1980-х) высказывание д-ра Фейнмана.
2. Обманнорожденный кубит - будущий инструмента слива инвестиций.
В мифологии квантовых компьютеров можно прочесть, что термин кубит (qubit, quantum bit, квантовый бит) ввел в научный оборот в 1995 году Бенджамин Шумахер, американский физик-теоретик. Так вот, это неправда. На самом деле, в 1995-м д-р Шумахер вполне однозначно сообщил, что слово кубит было плодом шутки в неформальном разговоре с участием еще одного физика-теоретика (им был Уильям Вуттерс). Предметом разговора было измерение квантовых состояний и их информационная интерпретация (в частности - компрессия информации, которую потенциально содержит волновая функция квантовой системы) - но никак не квантовые компьютеры.
Тем не менее, случайное зерно кубита проросло, и визионеры при "цифровых геннералах" стали в репортах и публикациях представлять кубит, как некий магический вариант бита из теории классических компьютеров (элемента, принимающего значение 0 или 1 в абстрактной машине Тьюринга).
Магия, будто бы, состояла в том, что кубит заменяет умопомрачительное число битов, и квантовый компьютер обрабатывает их практически мгновенно, получая любое решение, минуя стадию последовательных вычислений.
Ура! Это можно было продать, как мечту о спасении закона Мура от безжалостной атомистической физики реального мира.
Визионеров совершенно не смущало то, что кубит (как полагается модели простейшей квантовой системы) не может находиться в одном из двух состояний, а КАК БЫ размазан между этими состояниями, согласно своей волновой функции.
В момент измерения (если таковое будет реализовано) кубит оказывается, тем не менее, в одном из двух состояний (0 или 1), и это состояние считывается. Однако само измеряющее воздействие переводит кубит в состояние неопределенности, и принципиально невозможно предсказать, какой результат (0 или 1) будет при следующем измерении.
3. Догматизация мифа и конструирование сверхдорогого фейка.
Пример самого распространеного чудовищно-антинаучного изложения этого мифа я изложу позже, а сейчас приведу более адекватное краткое описание из уже цитировавшегося источника (цитата):
Интересно, что квантовый компьютер, как и традиционный, работает с «нулями» и «единицами», однако, в отличие от детерминированного компьютера, в нем присутствует стохастический элемент — кубит. В «памяти», например, из двух кубитов, число 3 (в двоичном виде — 11) эквивалентно тому, что система двух частиц имеет спины, направленные вверх, число 2 записывается состоянием «первый спин вверх, второй вниз», и т.д. Далее остается запустить соответствующий алгоритм и правильно интерпретировать ответ.
Для ввода и чтения данных в реально действующем квантовом компьютере, как правило, используется установка для ядерного магнитного резонанса с огромным магнитом, которую можно обнаружить в медицинских учреждениях (их обычно используют для визуализации мягких тканей человека). Тонкая тестовая трубка, заполненная специально подготовленными молекулами, помещается внутрь установки. В качестве «программного обеспечения» используются радиочастотные импульсы, которые определенным способом воздействуют на атомные спины, что позволяет производить вычисления [1].
Теперь вспомним свойства кубита, о которых говорилось выше - и представим себе, что это значит для вычислительного устройства с кубитами вместо битов, рассмотрим обычную классическую машину Тюринга.
. Вообразим, что после каждого акта считывания бита из ячейки, его значение оказывается случайным (неопределимым). Вот и вся история про квантовый компьютер с позиции здравого смысла. Но не с позиции мифа (или мечты, которую можно продавать необразованному инвестору, если высококачественно задурить ему голову).
3. Квантово-компьютерна мания - как это делается.
Теперь обещанное чудовищно-антинаучное изложение мифа (весна 2002 года):
Квантовый процессор Google, презентованный компанией в сентябре прошлого года, всего за три с половиной минуты справляется с задачей, на решение которой у самого передового суперкомпьютера ушло бы около десяти тысяч лет. О том, что это означает для обычного потребителя и в каком направлении будет развиваться технология, рассказали эксперты.
"Квантовый компьютер, что бы ни говорили скептики, уже существует. Пусть пока это не самое производительное вычислительное устройство, но квантовое превосходство было продемонстрировано. Созданный Google сверхпроводниковый квантовый симулятор на выбранном алгоритме показал гораздо более высокую производительность, чем самый мощный классический компьютер. Экспериментальные исследования по созданию квантового компьютера ведутся во многих исследовательских центрах по всему миру. Огромные финансовые средства вкладываются в эту область, причем фундаментальных запретов на создание таких машин нет - дело только в достижении определенного технологического уровня", - сказал генеральный директор концерна "Автоматика" госкорпорации "Ростех" Владимир Кабанов.
Термин "квантовое превосходство" обозначает способность квантовых вычислительных устройств решать проблемы, недоступные для классических компьютеров - независимо от пользы и практической применимости этих результатов. Для выполнения своих вычислений квантовый компьютер использует сложнейшие явления квантовой механики - квантовую запутанность и суперпозицию, объяснил руководитель лаборатории криптографии АО "НПК "Криптонит" [3]
. Красота! Угадайте: сколько инвесторов в состоянии понять последнюю фразу?
Но от них не требуется понимать. От них требуется верить, что это хаотическое нагромождение терминов квантовой механики очень скоро приведет к созданию гигасуперультракомпьютера, и визировать платежи на миллионы долларов - раз за разом.
Между прочим (о деньгах) - цитирую материал января 2020:
России требуется 15 млрд. рублей на развитие сферы квантовых вычислений, подсчитали авторы дорожной карты квантовых технологий. Российские технологии в данной сфере соответствуют уровню «4» из «9» возможных. При этом в России отсутствует облачная платформа для квантовых вычислений. [4].
4. Вместо эпилога: короткая эпитафия идее цифрового квантового компьютера.
О чем вообще физически идет речь - просто для примера:
группе физиков из мюнхенского института квантовой оптики им. Макса Планка и цюрихского института квантовой электроники удалось поместить охлажденный газ, состоящий из атомов рубидия, в каркас упорядоченной решетки. Каждая ячейка такой решетки может быть заполнена только одним атомом, которым можно индивидуально манипулировать с помощью прецизионных магнитных импульсов.
«Новое состояние материи можно представить себе в виде заполненной картонной упаковки для яиц, — говорит Иммануил Блох (Immanuel Bloch) из института им. Макса Планка. — В нашем случае яйцами являются отдельные атомы, а картонка образуется упорядоченной световой структурой — световым кристаллом».
Взаимопересекающиеся лазерные лучи образуют кристаллоподобную структуру, определяющую границы пространства, в которых могут быть заключены отдельные атомы. Сверхнизкие температуры (менее одной стомиллионной градуса абсолютной температуры) позволяют хранить атомы в пределах ячеек. [1]
Optical lattices use lasers to separate rubidium atoms
(иллюстрация из статьи Quantum information в Википедии)
. Ну, все представили себе цену экспериментов на входе проектов типа "квантвоый компьютер"?
А теперь о вероятной ценности на выходе этих проектов
Как оценить компьютеры, которые пока ещё не совсем существуют
Перевод
Для оценки быстродействия суперкомпьютера специалисты по информатике обращаются к стандартному инструменту: набору алгоритмов LINPACK, помогающему проверить, как машина способна решать задачи с огромным количеством переменных. Но для квантовых компьютеров, которые однажды смогут решать задачи, недоступные обычным компьютерам, такого стандарта по измерению быстродействия не существует.
Одна из причин состоит в том, что компьютеры, которые должны будут задействовать законы квантовой механики для ускорения определённых вычислений, пока что находятся в рудиментарном состоянии, а различные возможные схемы устройства таких компьютеров конкурируют между собой. В некоторых из них квантовые биты, или кубиты, используемые для вычисления, заключены в спины последовательности «пойманных» ионов, другие же полагаются на кусочки сверхпроводящих металлов, резонирующих в ответ на микроволновое излучение. Сравнение зачаточных архитектур похоже на то, «как если бы мы отправились в ясли, чтобы решить, какие из младенцев станут известными баскетболистами», говорит Скотт Ааронсон, специалист по информатике из Техасского университета в Остине.
Квантовые вычисления в играх, или сходим с ума по-серьезному
Если живешь среди сумасшедших, надо и самому научиться быть безумным
Вы когда-нибудь пробовали «научиться быть безумным»? Нетривиальная задачка. Даже нормальной методики не найдешь, ибо каждый сходит с ума по-своему. Моя первая попытка: теория заговора. Теория не предполагает практики, а значит не придется много работать. Опять-таки, при любом раскладе никто не пострадает.
Как создавать теории заговора?Создать теорию заговора относительно просто. Нужна идея, достаточно простая для того, чтобы её восприняли 90% населения. Она должна быть спорна, чтобы 5% населения могли объяснять 90% какие они идиоты. Наконец, нужны какие-либо исследования, которые эти 95% людей не понимают, но которые используются 90% как аргумент «люди поумнее нас доказали. ».
Квантовые вычисления — отличная область для такого исследования. Можно накатать простую схему, но слово «квантовые» придаст веса результатам.
Объект исследования — игра, ибо объект должен простым и привычным молодежи. Кто у нас занимается квантовыми вычислениями и играми? Google.
Итак, еретическая теория: через 5 лет Пейдж и Грин решат, кто будет главным в Google, и сделают это с помощью игры. У каждого из них есть группа исследователей. Команда AlphaGo со своими боевыми нейросетями натянула соперников в Го. Оппоненты вынуждены были искать новые методы, и таки обнаружили инструмент тотального превосходства: квантовые вычисления.
Можно ли использовать Квантовые Вычисления для игр? Легко. Покажем для примера, что игра «охотник на лис» может быть «решена» за 6 ходов. Ради правдоподобности ограничимся 15 кубитами (онлайн-редактор quirk больше пятнадцати не эмулирует), ради простоты проигнорируем ограничения архитектуры процессора и коррекцию ошибок.
Следующий анекдот
Читайте также: