» »

Googlov kvantni računalnik je in ni 100-milijonkrat hitrejši od klasičnih

Googlov kvantni računalnik je in ni 100-milijonkrat hitrejši od klasičnih

Slo-Tech - Lov na prvi komercialni kvantni računalnik, s katerim se bo dalo izračunati kaj bolj uporabnega od faktorjev števil 143 in 56153, še vedno traja. In vsakokrat znova pridemo do kvantnega računalnika, ki ga je razvilo podjetje D-Wave, in sta ga kupila NASA in Google v konzorciju. Še vedno se namreč krešejo mnenja, ali je omenjeni računalnik v resnici kvantni ali ne, kjer se odgovor nagiba v prvo smeri. Dosti manj pa je jasen odgovor na vprašanje, ali je sploh kaj hitrejši od klasičnih računalnikov. Če karikiramo: v rokometu je bistveno hitrejši od slovenske nogometne B-reprezentance.

Kvantni računalnik D-Wave ni realizacija univerzalnega kvantnega računalnika, temveč uporablja tako imenovano kvantno ohlajanje (quantum annealing), ki je kvantna ustreznica simuliranega ohlajanja. Gre za reševanje problemov z izkoriščanjem termodinamičnih zakonov. Sistem se pri visoki temperaturi zlahka nahaja v različnih stanjih, ko ga ohladimo, pa se pomakne v stanje z najnižjo energijo. Ime je dobil po žarjenju kovin (annealing), kjer izkoriščamo isti pojav. Pri počasnem ohlajanju se sistem pomakne v najugodnejšo lego. Problem, ki ga želimo reševati, moramo formulirati tako, da je v danem okolju njegova rešitev stanje z najnižjo energijo. Kaj je "temperatura", kaj "sistem" in kaj "rešitev", je stvar formulacije problema, torej njegove predstavitve v kvantnem računalniku, in ni trivalno.

Simulirano ohlajanje ima težavo, ki je skupna tudi nekaterim drugim klasičnim algoritmom. Lahko se namreč zgodi, da se zatakne v lokalnem minimumu, kadar ga ohladimo prehitro ali kadar je topografija okolice neugodna. Če je minimum obdan z visokimi potencialnimi barierami, se sistem ne bo nikoli premaknil čeznje v globalni minimum. Zato je treba včasih sprejeti tudi premik v stanje z višjo energijo, v upanju da bomo tako locirali resnični minimum.

Kvantno ohlajanje želi uporabiti lastnost kvantnih delcev, da lahko prehajajo skozi potencialne ovire, ki so za klasične delce neprehodne. Tuneliranje delcem omogoča prehod ovire, čeprav nimajo dovolj energije, da bi se povzpeli čeznjo.

D-Wave je torej adiabatni kvantni računalnik, ki uporablja kvantno ohlajanje, kar pa še ne pomeni, da ni kvantni računalnik. Googlova ekipa je ta teden razkrila zadnje dosežke na tem področju, kjer so se neskromno pohvalili, da je njihov kvantni računalnik D-Wave 108-krat hitrejši od klasičnih. A najava ima pomembno podčrtno opombo. To velja v primerjavi s klasičnim simuliranim ohlajanjem (obstajajo pa tudi drugi, hitrejši algoritmi!) na problemu, ki je prilagojen posebej D-Wavu.

Resnično je D-Wave kvantni računalnik. Njegovi kubiti so organizirani v skupke po osem kubitov, znotraj katerih je močna korelacija (torej lahko osem kubitov hkrati tunelira), med skupki pa je korelacija šibka. A glavno vprašanje je - je hitrejši?

Znanstveniki z ETH Zürich so spisali odziv, v katerem so pregledali novosti na tem področju in analizirali, kaj je Googlu uspelo in kaj najverjetneje še ne. Podpirajo navedbe, da je D-Wave kvantni računalnik, a poudarjajo, da še ni pokazal kakšne resne uporabne prednosti pred nekvantnimi algoritmi in da še ni dokazal, da je hitrejši.

Google je včeraj izdal še rokopis znanstvenega članka svoje ekipe, ki ga bodo poslali tudi v eno izmed revij. V njem so pošteno povedali, kaj so v resnici pokazali in da obstajajo klasični algoritmi, ki so enako hitri kot D-Wave. Komur je članek preveč strokoven, si lahko pogleda malce poljudnejšo razlago Scotta Aaronsona ali še bolj poljuden intervju z njim. Skratka - D-Wave je 108-krat hitrejši od simuliranega ohlajanja. Tu je pospešek asimptotičen. Od kvantnega Monte Carla (to je še en klasičen algoritem) je D-Wave na posebnem problemu (Chimera graph) tudi hitrejši, a zgolj do konstante. Torej, tudi tu je 108-hitrejši, a razlika ne raste z velikostjo problema, temveč ostane enaka - asimptotično obnašanje je enako. Selbyjev algoritem pa je enako dober kot D-Wave.

Kaj lahko iz tega zaključimo? Kvantno računanje je težko. Tako težko, da za zdaj nimamo kvantnega računalnika, ki bi bil hitrejši od najboljšega klasičnega algoritma za izbrani problem. In tudi ko ali če ga bomo imeli, bo verjetno specializiran za točno določeno vrsto problemov. Predvsem pa je zaradi narave kvantnega računalništva pričakovati, da jih bomo uporabljali tam, kjer potrebujemo dovolj dobre rešitve težkih problemov in ne eksaktnih.

9 komentarjev

D3m0r4l1z3d ::

Če karikiramo, je petletni otrok hitrejši v zlaganju kamenčkov na kup kot katerikoli PC
ETN Wallet addr.: etnkGuvhDzR7Dh8us4e69VStubGbmQHrh5pe2fnpNDhEhX5
A1nCWrFBMK2NmkycgVN4sAwhvY8YyNNbF6KUSJyFZ99QKU8phCn
Cryptopia ref. link: https://www.cryptopia.co.nz/Register?referrer=Anymalus

Jarno ::

Hvala za novico. Čeprav v tem trenutku zgleda, da gre za zasledovanje mita. Za komercionalno rabo še zadeva dolgo ne bo. Oz. napovedujem ozko specializiranost.
Osebno se precej bolj veselim optike, 4k in 10nm. Potem je lahko precej časa mir.

qaqo57 ::

D-wave ni quantum computer ampak gre analogni računalnik prodan pod pretvezo.

Test je povsem enostaven:
Doesn't run shor's algo and break rsa? Not quantum computer.

Zgodovina sprememb…

  • spremenilo: qaqo57 ()

wate ::

Kvantni računalniki so že, samo koda še ni...

Excalibrus ::

Sej iniciativa je znana, to bodo namenski "stroji", dandanes predvsem v smeri velikokrat omenjene BigData

D3m0r4l1z3d ::

Boljši naslov bi bil: Googlov kvantni računalnik je in ni kvantni računalnik
ETN Wallet addr.: etnkGuvhDzR7Dh8us4e69VStubGbmQHrh5pe2fnpNDhEhX5
A1nCWrFBMK2NmkycgVN4sAwhvY8YyNNbF6KUSJyFZ99QKU8phCn
Cryptopia ref. link: https://www.cryptopia.co.nz/Register?referrer=Anymalus

Yohan del Sud ::

Na določeni stopnji je ta članek celo razumem, na drugi ne ... Ampak sicer je to popolnamo jasno, ker se tega po drugi strani sploh ne da razumeti.
www.strancar.com

Relanium ::

D3m0r4l1z3d je izjavil:

Boljši naslov bi bil: Googlov kvantni računalnik je in ni kvantni računalnik

Schrodingerjev kvantni računalnik :D

BT52 ::

Relanium je izjavil:

D3m0r4l1z3d je izjavil:

Boljši naslov bi bil: Googlov kvantni računalnik je in ni kvantni računalnik

Schrodingerjev kvantni računalnik :D


:))


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

Googlov kvantni računalnik je in ni 100-milijonkrat hitrejši od klasičnih

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
96201 (4086) BT52
»

Nov kvantni računalnik D-Wave 2X hitrejši od klasičnih

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
2315185 (11983) Qushaak
»

NSA in GCHQ se pripravljata na kvantno lomljenje šifrirnih algoritmov

Oddelek: Novice / Varnost
126027 (3588) LightBit
»

D-Wave Two, namesto kvantnega računalnika 15-milijonska prevara?

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
206979 (3468) Loocas
»

NSA želi kvantni računalnik

Oddelek: Novice / Zasebnost
2910285 (6872) Fave

Več podobnih tem