Почему нас должны волновать квантовые компьютеры?

23 Апреля 2015 в 10:30, Илья Хель 44

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?

44 комментария Оставить свой

  1. nangirril

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

    • johneagle

      nangirril, похоже это и будет точкой бифуркации, сингулярным взрывом развития цивилизации

  2. Qreemer

    Это искусственный интеллект. Это опасно

    • Qreemer

      Qreemer, Вернее это хорошее железо для программы искусственного интеллекта

    • nangirril

      Qreemer, 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

        nangirril, В то и проблема.

        • nangirril

          77ivan77, Это не проблема это ответственность, и нам её нужно принять, а не отталкивать...

          • 77ivan77

            nangirril, Да, но большинство людей не поймут этого и будут боятся всего нового, и желания учить этого "ребёнка" будет мало.

            • vinstlow

              77ivan77, 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

                vinstlow, 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

                vinstlow, И почему ты решил, что то, что умнее тебя в 1000 раз - будет подчиняться тому, кто глупее в 1000 раз!

                • vinstlow

                  homevu, Так о том-то и речь что не будет!

          • Maxim54rus

            nangirril, 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

    • SharpEgg

      Qreemer, Это религия, это опасно!

      • demon456

        SharpEgg, +бесконечность
        З.ы.почему бесконечности нет на клаве

  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

      selya, "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

        gross, 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

      selya, + 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)

      • AHDpeu

        networkman, Если нам дадут такую возможность... Мощность в облаке

  4. pochi

    Ужасное косноязычие и популизм. А что, параллельные вычисления - это теперь привилегия квантовых компьютеров? Дальше всё ещё печальнее. Верните рунету науку!

    • nangirril

      pochi, 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

        nangirril, К тому времени, когда квантовые компьютеры будут комерциализированы, количество данных, обрабатываемых компьютерами возрастет экспоненциально. Следовательно, более мощные машины заменят морально устаревших кремниевых собратьев.

      • designer_andrew

        nangirril, 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

          designer_andrew, предтставляю охрану этого компа)))

        • johneagle

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

        • johneagle

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

      • 77ivan77

        nangirril, Торренты никогда не умрут :)

      • Lee-S

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

    • sozertsatel

      pochi, 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...

  6. tabasko

    Как дела со сверхскоростным интерэтподключением , идём в ногу вроде? И повторюсь желательно придумать щит от все проникновенно и нэта.

  7. ivkis

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

    • demon456

      ivkis, Пока все это лишь научная фантастика
      Как можно разрабатывать интерфейсы или как там этот тип сказал под то, чего нет?

  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.

    • selya

      mr, есть такое дело......

  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?

    • mr Vanya

      matva, 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.

  13. BITFOT

    Задумайтесь! Такой компьютер без напряга может взломать любую систему безопасности (банки, оборонные комплексы и т.д и тп.)! Тому кто его создаст открыты все двери! Привычный мир он точно изменит.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.