Компы не есть в вакууме. Они решают трудности, и трудности, которые они решают, определяются только аппаратным обеспечением. Графические микропроцессоры обрабатывают изображения; микропроцессоры искусственного ума обеспечивают работу алгоритмов ИИ; квантовые компы предусмотрены для… чего же?
Квантовые компы это принципиально и любопытно.
В то время как сила квантовых вычислений впечатляет, это не значит, что имеющееся программное обеспечение просто так работает в млрд раз резвее. Быстрее квантовые компы тоже имеют определенного типа трудности, некие из которых они отлично решают, некие нет. Ниже вы отыщите главные сферы внедрения, в каких квантовые компы должны будут выстрелить на все 100, когда станут коммерчески реализуемыми.
Содержание
- 1 Искусственный ум
- 2 Молекулярное моделирование
- 3 Тайнопись
- 4 Финансовое моделирование
- 5 Прогнозирование погоды
- 6 Физика частиц
Искусственный ум
Основное применение квантовым вычислениям — это искусственный ум. ИИ основан на принципах обучения в процессе извлечения опыта, становится все поточнее по мере работы оборотной связи, пока, в конце концов, не обзаводится «умом», пусть и компьютерным. Другими словами без помощи других учится решению задач определенного типа.
Эта оборотная связь зависит от расчета вероятности для огромного количества вероятных исходов, и квантовые вычисления совершенно подступают для такового рода операций. Искусственный ум, подкрепленный квантовыми компами, перевернет каждую ветвь, от каров до медицины, и молвят, что ИИ станет для 20 первого века тем, чем электричество сделалось для двадцатого.
К примеру, Lockheed Martin планирует применять собственный квантовый комп D-Wave для испытаний программного обеспечения для автопилота, которое очень сложное для традиционных компов, а Гугл употребляет квантовый комп для разработки ПО (то есть программное обеспечение — комплект программ для компьютеров и вычислительных устройств), которое сумеет различать авто от дорожных символов. Мы уже достигнули точки, за которой ИИ делает больше ИИ, и его сила и величина будет лишь расти.
Молекулярное моделирование
Иной пример — это четкое моделирование молекулярных взаимодействий, поиск хороших конфигураций для хим реакций. Таковая «квантовая химия» так непростая, что при помощи современных цифровых компов можно проанализировать лишь простые молекулы.
Для вас будет любопытно: Amazon открывает доступ к собственному квантовому компу
Хим реакции квантовые по собственной природе, так как образуют очень запутанные квантовые состояния суперпозиции. Но вполне разработанные квантовые компы сумеют без заморочек рассчитывать даже такие сложные процессы.
Гугл уже совершает набеги в эту область, моделируя энергию водородных молекул. В итоге получаются наиболее действенные продукты, от солнечных батарей до лекарственных препаратов, и в особенности удобрения; так как на удобрения приходится до 2% глобального употребления энергии, последствия для энергетики и окружающей среды будут колоссальными.
Тайнопись
Большая часть систем кибербезопасности полагается на сложность факторинга огромных чисел на обыкновенные. Хотя цифровые компы, которые просчитывают любой вероятный фактор, могут с сиим совладать, долгое время, нужное для «взлома кода», выливается в дороговизну и непрактичность.
Входите в наш особый Telegram-чат. Там постоянно есть с кем обсудить анонсы из мира больших технологий.
Квантовые компы могут создавать таковой факторинг экспоненциально эффективнее цифровых компов, делая современные способы защиты устаревшими. Разрабатываются новейшие способы криптографии, которые, вообщем, требуют времени: в августе 2015 года NSA начало собирать перечень устойчивых к квантовым вычислениям криптографических способов, которые могли бы противостоять квантовым компам, и в апреле 2016 Государственный институт эталонов и технологий начал общественный процесс оценки, который продлится от 4 до 6 лет.
Квантовые компы весьма сложны
В разработке находятся также многообещающие способы квантового шифрования, которые используют однобокий нрав квантовой запутанности. Сети в границах городка уже показали свою работоспособность в нескольких странах, и китайские ученые не так давно растолковали, что удачно передали запутанные фотоны из орбитального «квантового» спутника на три отдельные базисные станции на Земле.
Финансовое моделирование
Современные рынки являются одними из самых сложных систем в принципе. Хотя мы разработали много научных и математических инструментов для работы с ними, им как и раньше недостает условия, которым могут похвастать остальные научные дисциплины: нет контролируемых критерий, в каких можно было бы провести опыты.
Чтоб решить эту делему, инвесторы и аналитики обратились к квантовым вычислениям. Конкретным их преимуществом будет то, что случайность, присущая квантовым компам, конгруэнтна стохастическому нраву денежных рынков. Инвесторы часто желают оценивать распределение результатов при весьма большенном количестве сценариев, генерируемых случайным образом.
Чтоб не пропустить ничего увлекательного из мира больших технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много новейшего.
Другое преимущество, которое дают квантовые компы, заключается в том, что денежные операции вроде арбитража время от времени могут добиваться огромного количества поочередных шагов, и число способностей их просчета очень опережает допустимое для обыденного цифрового компа.
Прогнозирование погоды
Основной сберегает NOAA Родни Вейер утверждает, что практически 30% от ВВП (Валовой внутренний продукт — макроэкономический показатель, отражающий рыночную стоимость всех конечных товаров и услуг, то есть предназначенных для непосредственного употребления, произведённых за год во всех отраслях экономики на территории государства) США (Соединённые Штаты Америки — государство в Северной Америке) (6 триллионов баксов) прямо либо косвенно зависит от погодных критерий, влияющих на создание товаров питания, транспорт и розничную торговлю, посреди остального. Способность лучше предвещать погоду будет иметь большущее преимущество для почти всех областей, не говоря уж о доп времени, которое пригодится для восстановления от стихийных бедствий.
Хотя ученые издавна разламывают голову над действиями погодообразования, уравнения, стоящие за ними, включают огромное количество переменных, очень усложняя традиционное моделирование. Как отметил квантовый исследователь Сет Ллойд, «внедрение традиционного компа для такового анализа займет столько времени, что погода успеет поменяться». Потому Ллойд и его коллеги из MIT проявили, что уравнения, управляющие погодой, имеют сокрытую волновую природу, которую полностью получится разрешить с применением квантового компа.
Для вас будет любопытно: Квантовые процессы оказывают воздействие на сознание
Хартмут Невен, директор по разработкам в Гугл отметил, что квантовые компы могут также посодействовать в разработке наиболее совершенных погодных моделей, которые могли бы отдать нам наиболее глубочайшее представление о том, как люди влияют на окружающую среду. На базе этих моделей мы выстраиваем наши представления о будущем потеплении, и они помогают нам определять шаги, которые требуются для предотвращения стихийных бедствий.
Физика частиц
Как ни удивительно, глубочайшее исследование физики с применением квантовых компов может привести… к исследованию новейшей физики. Модели физики простых частиц часто очень сложные, требуют обширных решений и используют много вычислительного времени для численного моделирования. Они совершенно подходят для квантовых компов, и ученые уже положили на их глаз.
Подписывайтесь на наш канал в Yandex Дзен. Там можно отыскать много всего увлекательного, чего же нет даже на нашем веб-сайте.
Ученые Института Инсбрука и Института квантовой оптики и квантовой инфы (IQOQI) не так давно употребляли программируемую квантовую систему для схожих манипуляций с моделями. Для этого они взяли ординарную версию квантового компа, в каком ионы создают логические операции, базисные шаги в любом компьютерном расчете. Моделирование показало красивое соглашение с настоящими, описанными физикой, тестами.
«Два этих подхода совершенно дополняют друг дружку», гласит физик-теоретик Питер Цоллер. «Мы не можем поменять опыты, которые проводятся на ускорителях частиц. Но развивая квантовые симуляторы, мы можем в один прекрасный момент лучше осознать эти опыты».
Сейчас инвесторы стараются внедриться в экосистему квантовых вычислений, и не только лишь в компьютерной промышленности: банки, аэрокосмические компании, кибербезопасность — они все выходят на гребень вычислительной революции.
В то время как квантовые вычисления уже оказывают воздействие на поля выше, этот перечень не является исчерпающем ни при каких обстоятельствах, и это самое увлекательное. Как бывает со всеми новенькими технологиями, в дальнейшем будут появляться совсем невообразимые приложения, в такт с развитием аппаратных средств.
