Почему нас должны волновать квантовые компьютеры?

16 846 просмотров
Об авторе

D-Wave

Даже если слово «квантовый» не пугает вас, квантовые компьютеры все еще остаются скорее причудливыми концепциями научной фантастики, нежели реальностью. Однако последние достижения в этой области предполагают, что эти безумно быстрые компьютеры могут появиться раньше, чем мы думаем. И у нас есть много причин волноваться по поводу их прибытия.

Рэй Джонсон, член совета директоров стартапа квантовых вычислений QxBranch, одной из многих компаний, которые работают над перемещением квантовых компьютеров из лабораторий в реальный мир, рассказал об этих причинах в интервью Business Insider.

Соблазном квантовых компьютеров является их способность решать почти неразрешимые проблемы — настолько сложные проблемы, что для их решения современным компьютерам потребовались бы десятилетия. В теории квантовый компьютер сможет решить эти вопросы, пока вы пьете утренний кофе.

«Неразрешимые» проблемы

Обычные компьютеры, которые мы используем каждый день, используют«биты» для хранения информации — 1 и 0 — и строки из этих нулей и единиц, представляющих определенную цифру или букву.

В противовес этому, квантовые компьютеры используют преимущества довольно странных физических явлений, когда крошечные частицы могут существовать в нескольких местах одновременно. Вместо того чтобы использовать биты, обладающие только двумя «установками», они используют квантовые биты, или «кубиты», у которых есть дополнительная установка: они могут быть 1 или 0, или 1 и 0 одновременно.

Таким образом, обычный компьютер с двумя битами может кодировать информацию только в четырех возможных комбинациях: 00, 01, 10, 11. Квантовый компьютер может принимать все эти четыре комбинации одновременно. Это позволяет ему обрабатывать экспоненциально больше информации, чем могут обычные компьютеры.

Другой способ задуматься о разнице между обычными и квантовыми компьютерами — это подумать о версии знаменитой задачи о коммивояжере в математике. В этой задаче вы — коммивояжер, планирующий поездку, и вы хотите выяснить, какой маршрут через 10 разных городов будет самым дешевым (экономичным) и самым быстрым.

Обычному компьютеру придется рассчитывать длину всех этих маршрутов отдельно, а затем сравнивать результаты, определяя победителя. Квантовый компьютер может вычислить длины всех маршрутов одновременно, поскольку кубиты могут обрабатывать много информации одновременно — и следовательно быстрее найдут решение.

Квантовые различия

Есть несколько препятствий на пути к распространению квантовых компьютеров по всему миру.

В настоящее время эти компьютеры должны храниться в переохлажденных условиях и даже легкое беспокойство приведет к коллапсу их деликатного состояния. Тем не менее, благодаря серьезному прорыву Google в марте, инженеры выяснили, как сделать квантовые компьютеры более стабильными — некоторые даже заговорили, что мы находимся на полпути к полностью функциональным квантовым компьютерам. Google, NASA и IBM усиленно работают над воплощением этой затеи.

И когда мы наконец достигнем этой точки, квантовые компьютеры смогут осуществить революцию практически в любой отрасли.

Джонсон, бывший CTO Lockheed Martin, объяснил, что компьютеры, которые у нас сейчас есть, хорошо делают то, что люди делают плохо. К примеру, люди не могут запомнить 10 миллионов чисел, расставить их в таблице, а затем быстро произвести расчеты с этими числами. Зато это делают компьютеры.

DWave

Квантовый компьютер не сможет сделать это быстрее любого обычного компьютера. Нет более хорошего или быстрого способа производить вычисления с набором чисел. Однако квантовые компьютеры могут сократить разрыв между тем, что компьютеры делают хорошо и что люди делают хорошо.

Люди хорошо пробираются через сложные установки и выбирают нужные вещи из этих массивов. Наши мозги делают это вполне естественно и с куда меньшими затратами, чем может компьютер. Квантовые компьютеры, однако, будут работать больше как человеческий мозг.

Дело в том, что, как и люди, квантовые компьютеры могут обучаться с получением опыта. К примеру, если квантовый компьютер работает под управлением программы, которая плохо справляется с определенной задачей, он может самостоятельно внести изменения в код этой программы и избавить ее от совершения ошибок в дальнейшем.

Эта концепция называется машинное обучение. Оно похоже на то, как ваш почтовый сервис обучается, какие письма отправлять в спам, а какие нет, только более хитроумное. Машинное обучение квантовых компьютеров позволит нам делать многие вещи быстрее и с большей эффективностью.

Квантовые применения

Например, квантовые компьютеры могут существенно улучшить аэрокосмические, военные и оборонные системы. Со всеми спутниками, которые у нас имеются, мы постоянно собираем тонны изображений и видео. Большую часть этих данных никто не просматривает, поскольку в ней сложно разобраться. В том числе и потому, что современные компьютеры не очень хорошо распознают и выделяют нужные данные из собранного ряда.

Квантовые компьютеры могут сортировать гигантские объемы данных быстрее и точнее людей, которым нужно просматривать снимки и видео, чтобы понять их смысл.

Та же способность квантовых компьютеров может привести нас к безопасному транспорту. Квантовые компьютеры могут лечь в основу полуавтоматических автомобилей (не таких интересных, как самоуправляемые авто Google, но все же), которые смогут предупреждать нас о возможном столкновении и самостоятельно принимать некоторые решения во время езды.

Мы пока не знаем даже и одного процента возможностей квантовых компьютеров и сопряженных с ними изменений. Джонсон считает, что мы увидим больше прорывов в следующие годы и очень важные изменения уже через пять лет.

Квантовый компьютер в каждом доме — этот план довольно долгосрочный. Но ключевой момент — это создание простого интерфейса, которым каждый сможет воспользоваться. Над этим и работает QxBranch. Впрочем, промышленные и коммерческие применения квантовых компьютеров не кажутся такими уж долгосрочными.

Почему нас должны волновать квантовые компьютеры?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

43 комментария

  1. nangirril

    Надеюсь нам не долго осталось ждать хотя бы промышленного исполнения квантовых компьютеров...

    • johneagle

      похоже это и будет точкой бифуркации, сингулярным взрывом развития цивилизации

  2. Qreemer

    Это искусственный интеллект. Это опасно (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • Qreemer

      Вернее это хорошее железо для программы искусственного интеллекта (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • nangirril

      Зачем этого бояться?! Не понимаю... Ведь мы не боимся же своих детей, а это вполне подпадает под определение ребёнка. Как воспитаем таким он и будет, не?

      • kaeban222

        +

      • 77ivan77

        В то и проблема. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

        • nangirril

          Это не проблема это ответственность, и нам её нужно принять, а не отталкивать...

          • 77ivan77

            Да, но большинство людей не поймут этого и будут боятся всего нового, и желания учить этого "ребёнка" будет мало. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

            • vinstlow

              Ребята, вы по ходу не очень втыкаете. Ребенок ГЛУПЕЕ вас в разы. Разумная машина (не почтовая программа, а разум) будет УМНЕЕ вас в тысячи раз.

              • AHDpeu

                Если (как говорите вы про воспитание), то навряд ли он будет хорошим.... Потому что, кто его заграбастает самыми первыми? Правильно, конечно же политиканы со своими военными....

              • homevu

                И почему ты решил, что то, что умнее тебя в 1000 раз - будет подчиняться тому, кто глупее в 1000 раз! (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

          • Maxim54rus

            Данная машина сможет предсказывать события с точностью до 99% благодаря количеству обмена данных и собственной модернизации на подстройку к волновой активности человеческого мозга, а если теория что мозг это всего лишь приемник информации и дешифратор ее из общего потока данных( что нельзя исключать так как большинство выдающихся открытий делалось одновременно на разных континентах с разницей кто быстрей подал патент ) мне кажется это будет закат человеческой рассы (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • SharpEgg

      Это религия, это опасно!

  3. selya

    не совсем понятно зачем нужен квантовый пк в каждом доме? если они будут сверхмощными...то можно просто подключаться и пусть обрабатывает данные где нибудь на аляске или в ирландии.....по примеру игр в облаке

    • gross

      "Больше 640 Кб памяти персональным компьютерам никогда не понадобится." Билл Гейтс, 1981 год.

      Если не можешь придумать применение квантовому компьютеру дома, то это не значит, что он не нужен.

      • designer_andrew

        Пример как раз подтверждает. 640 кб - такой же консерватизм и узость мышления, как и концепция персонального компьютера. Билл Гейтс не мог представить больший объем памяти, а сейчас люди не могут представить, что ПК устареет.

    • networkman

      + Так оно и будет навено, если квантовый комп действительно "мощный" не будет необходимости покупать для дома, легче платить за инет и "аренду мощности" в облаке) (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  4. pochi

    Ужасное косноязычие и популизм. А что, параллельные вычисления - это теперь привилегия квантовых компьютеров? Дальше всё ещё печальнее. Верните рунету науку! (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • nangirril

      Параллельные вычисления на основе квантовых компов мне кажется будут проходить в разы быстрее, да и не обязательно квантовый комп дома, достаточно сделать так, как это сказал SELYA. И решается проблема охлаждения, а так же ряда других проблем.
      Будущее за носимой электроникой, и вычислениями в облаке.
      Уже ушли в прошлое скачивание с торрентов фильмов и прочего, достаточно всё держать в облаке ну или в онлайн сервисах, да это определённые траты, ну и что, за качество нужно платить.
      На мой взгляд квантовые компы не нужны нам дома нам попросту ни к чему подобные мощности. Тем более что интернет скорость уже давно не проблема. ИМХО.

      • Atmosferik

        К тому времени, когда квантовые компьютеры будут комерциализированы, количество данных, обрабатываемых компьютерами возрастет экспоненциально. Следовательно, более мощные машины заменят морально устаревших кремниевых собратьев. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

      • designer_andrew

        Согласен, в будущем будет один единственный суперкомпьютер, доступ к которому будет у каждого человека, через различные терминалы, будь то носимое устройство, или экран, или VR-устройство.

        • gross

          предтставляю охрану этого компа)))

        • johneagle

          а беспилотный автомобиль тоже будет по радиоканалу в суперкомп данные слать с датчиков, чтоб тот ему ответил как поступить?

        • johneagle

          зы. имхо распределенные вычисления размазанные по мирриадам разных устройств более надежно, чем один суперкомп на который мы будем молиться

      • 77ivan77

        Торренты никогда не умрут :) (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

      • Lee-S

        1) не знал, что торренты ушли в прошлое))
        2) со скоростью интернета еще ох какие проблемы.

    • sozertsatel

      Ха пи..ть если не понимаешь суть вопроса. Параллельные вычисления и квантовые это как сравнить моську и слона.

  5. tabasko

    И всё же планшеты и компы останутся т.к. частная информация должна быть частной. Да и в личном пользовании вернее своё железо нежели Тбт в облаке... (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  6. tabasko

    Как дела со сверхскоростным интерэтподключением , идём в ногу вроде? И повторюсь желательно придумать щит от все проникновенно и нэта. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  7. ivkis

    Интересно, что быстрее реализуется: квантовый компьютер или нейронная сеть на основе нейроморфных чипов?

    • demon456

      Пока все это лишь научная фантастика
      Как можно разрабатывать интерфейсы или как там этот тип сказал под то, чего нет? (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  8. mr Vanya

    - рабочая температура КК 2 микрокельвина - недостижима даже для государственных лабораторий большинства стран
    - буквально через секунды своей работы квантовый комп выходит из строя. Его приходится охлаждать и перезапускать
    - основная задача которой его хотят загрузить - разложение числа на простые множители (алгоритм Шора). Если справятся - конец современной системе шифрования. Страны без квантового компа просто вынуждены будут использовать системы криптования более развитых стран.

  9. Smak

    Все равно все разработки сведутся к выпуску IPhone 666

  10. matva

    А у меня вопрос - как собираются распознавать когда будет 0, 1, и 0или1? Ну когда 0 понятно. Когда 1 тоже. А 0и1 одновременно? Это как? Ни ноль ни один? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • mr Vanya

      абсолютная машинка для перебора
      в заранее выстроенных нужным способом кубитах будут генерироваться состояния (числа с определёнными характеристиками), а внешняя система будет их считывать
      Взлом ключей (генерация/нахождение сверхбольших простых чисел) в реальном времени

  11. Ce3apyc

    Что за бред в статье несут? Какой нафиг квантовый компьютер в каждом доме!? Создание КК - это создание ядерной бомбы. Первая страна, которая получит в свои руки действующий образец автоматически становится победителем в кибервойне. Любые пароли и защиты перестанут иметь какой-либо практический смысл. Поэтому сейчас идет настоящая гонка по его созданию, так же, как это было и с ядерной бомбой. А вы можете себе представить, что у каждого в доме было бы по ядерной ракете? Я не могу.

  12. masazumi

    Вот и уперлись в матрицу возможных состояний материи. Без понимания триединства "материя-информация-мера" к сожалению дальше нам не двинуться. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.