V rychlostním souboji tváří v tvář zvítězil kvantový počítač  
Při řešení optimalizační úlohy podobné problému obchodního cestujícího byl kvantový výpočetní systém oproti konvenčnímu počítači statisíckrát rychlejší. Nastává éra kvantové výpočetní techniky?

 

Zvětšit obrázek
Vnitřnosti kvantového počítače s procesorem v absolutním mrazu. Kredit: Amherst College.



Kvantové počítače ještě nedávno působily jako zjevení z optimistické budoucnosti, kterého se možná ani nedočkáme. Jenže je rok 2013 a první kvantové počítače už jsou mezi námi. Ba co víc, účastní se závodů v rychlosti výpočtů s konvenčně konstruovanými počítači a podle všeho si vůbec nevedou špatně!

 

Zvětšit obrázek
Catherine McGeoch. Kredit: Amherst College.

Experimentální soutěž mezi kvantovým výpočetním systémem a konvenčními výpočetními postupy nedávno uspořádala Catherine McGeoch z Amherst College v Massachusetts. Kvantové výpočty jsou stále ještě v úplných počátcích a tým Mcgeochové zatím jen pootevřel dveře do velikého neobjeveného světa, kde nás čeká ještě spousta práce a dobrodružství. Z toho mála, co zatím počítačoví vědci o kvantových výpočtech vědí, je už ale možné říct, že v některých případech jsou doopravdy nesnesitelně rychlé.

 

McGeochová a spol. použili adiabatický kvantový počítač od kanadské společnosti D-Wave Systems z Burnaby v Britské Kolumbii, která od roku 2011 nabízí první komerčně dostupné kvantové počítače v historii. V tomto případě šlo o 439 qubitový čip velikosti nehtu palce, osazený v zařízení udržující nezbytnou teplotu 2 desetiny stupně Celsia nad absolutní nulou.

Zvětšit obrázek
128 qubitový supravodivý adiabatický kvantový procesor od D-Wave. Kredit: D-Wave Systems, Inc., Wikimedia Commons.

Pro McGeochovou jsou kvantové výpočty jako pobyt v bizarním dětském světě Dr. Seusse (český divák může znát třeba zvláštní filmy podle předloh Dr. Seusse: Grinch, Kocour, Horton anebo nejnověji Lorax). Je to prý úplně jiné, než klasické počítačové výpočty. Tak divné problémy ještě Mcgeochová ve své dlouhé kariéře neřešila.

 

Zvětšit obrázek
Systém D-Wave One v laboratořích Amherst College. Kredit: Amherst College.

Podle některých odborníků je na pováženou, jestli je stroj od D-Wave pravým kvantovým počítačem. McGeochová to příliš neřeší, každopádně ale užasla nad schopnostmi, které tento systém má při řešení některých problémů. Očividně to zatím není stroj pro běžného uživatele, k surfování po internetu anebo hraní her, ale když mu předhodili optimalizační problém srovnatelný s legendárním problémem obchodního cestujícího, tak ho řešil statisíckrát rychleji, než konvenční počítač. Právě tohle by už teď mohla být skvělá příležitost pro uplatnění prvních kvantových výpočetních systémů. Podobných optimalizačních problémů je v běžném životě vlastně spousta, od vyhledávání zadaného textu či dopravního spoje až po sofistikovanou analýzu DNA anebo šifrování.

 

McGeochová bude prezentovat své výsledky 15. května letošního roku na konferenci 2013 Association for Computing Machinery (ACM) International Conference on Computing Frontiers v italské Ischii. Jistě tam bude mluvit i o své důvěře ve schopnosti kvantových výpočtů, z nichž nám prý bude za pár let přecházet zrak.

 



Literatura

Amherst College News 7.5. 2013, Wikipedia (D-Wave Systems)

 

Datum: 10.05.2013 15:33
Tisk článku

Debordelizace počítače - Kurz Jürgen
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 199 Kč
cena: 169 Kč
Debordelizace počítače
Kurz Jürgen
Související články:

Úvod do problematiky štandardných kvantových počítačov     Autor: Marián Mižik (02.08.2016)
Počítač, který nikdy nespadne     Autor: Stanislav Mihulka (17.02.2013)



Diskuze:

diskuze výhradně pro rozumné lidi www.racional.eu

Karel Lisycký,2015-03-24 15:07:14

Kolik uživatelů fóra je potřeba na výměnu žárovky?
-- 1 uživatel vymění žárovku a napíše příspěvek o tom, že vyměnil žárovku.
-- 3 uživatelé na to, aby napsali o podobných zkušenostech o výměně žárovky a o tom, jak různě mohou být žárovky vyměňovány.
-- 7 uživatelů k upozornění na to, jak nebezpečné může vyměňování žárovky být.
-- 1 uživatel k tomu, aby přesunul téma do sekce "Světlo".
-- 2 uživatelé na obhajobu toho, že téma mělo být přesunuto do sekce "Elektrické spotřebiče".
-- 5 uživatelů, aby poukázali na gramatické chyby v příspěvcích, týkajících se předchozích příspěvků o výměně žárovky.
-- 5 uživatelů, aby poukázali na gramatické chyby uživatelů, kteří poukazovali na gramatické chyby
-- 5 uživatelů, aby napsalo, že všichni uživatelé, jenž udělali gramatickou chybu, si mají znovu odchodit základní školu
-- 5 uživatelů, aby poukázali na gramatické chyby uživatelů, kteří posílali zpět do základní školy (a ti se budou bránit tím, že rychlý chlapci je správně, protože jsou v jejich nářečí mladý chlapci)
-- 4 uživatelé na to, aby se dohadovali, jestli se má říkat "žárovka" nebo "výbojka".
-- 2 uživatele "průmyslové profesionály", kteří budou všechny informovat o tom, že správný termín je "světlo".
-- 2 uživatele, kteří o sobě budou prohlašovat, že jsou také odborníci z průmyslu a že výraz "žárovka" je naprosto správný.
-- 5 uživatelů na to, aby se dohadovali, jestli jsou lepší klasické žárovky nebo rtuťové výbojky
-- 1 uživatel, který bude o sobě prohlašovat, že je doktor přírodních věd s červeným diplomem, a proto ví, že rtuť není jedovatá a jedovatost rtuti je jen mýtus. A kdo si myslí, že je rtuť jedovatá, je směšný.
-- 2 uživatele na to, aby upozornili, že toto není diskuze o pravopisu, ať přejdou do diskuze o pravopisu
-- 5 uživatelů na to, aby všechny ostatní informovali o tom, že diskuze o žárovkách není diskuze o žárovkách, ať ostatní laskavě pokračují v diskuzi jménem "Jaký monitor a vypalovačku?", která o žárovkách je.
-- 5 uživatelů k obraně příspěvků této diskuze, kteří budou říkat že všichni používáme žárovky a proto jsou ty příspěvky vlastně relevantní.
-- 2 feministky, aby upozornili na to, že ženy šroubují žárovky daleko lépe, než muži
-- 5 uživatelů ke vkládání příspěvků s odkazy, kde mohou ostatní uživatelé vidět různé druhy žárovek.
-- 4 uživatele, kteří napíšou příspěvky se správnými odkazy.
-- 6 uživatelů, kteří budou odkazovat na všechny příspěvky napsané od počátku až do současnosti, kompletně je citovat a to včetně všech hlaviček a podpisů, a nakonec do svého příspěvku přidají "Já taky"
-- 7 uživatelů, kteří budou psát skupině uživatelů, která dlouho nepsala, že nepíšou, protože nemůžou oponovat jejich názorům.
-- 4 uživatelé, kteří budou říkat "A neřešilo se tady tohle před chvílí?".
-- 8 uživatelů, kteří budou říkat "nejdřív hledej, než se tady budeš ptát na něco o žárovkách" a dají link na vyhledávání googlu s dotazem výměna žárovek, ve kterém google vyhodí jen odkazy na různé podstránky diskuze, ze které byl uživatel odkázán k vyhledávači.
-- 1 uživatel, který se zeptá, jak vyměnit kolo u auta.
-- 5 ekologů, aby nás varovalo, že žárovky způsobují extrémní globální oteplení, jenž do pěti let uvaří veškerý život na planetě
-- 1 administrátor, aby zablokoval uživatele za to, že si dovolil si stěžovat na šikanu jiným uživatelem
-- 1 uživatel, který byl doposud skrytý a bude reagovat na prapůvodní první příspěvek, který byl napsán před půl rokem, takže všechen ten cirkus se bude opakovat.

U nás to takto nikdy vypadat nebude, nebojte!
www.racional.eu diskuze jen pro rozumné lidi

Odpovědět

specifickost riesenych problemov

Miloš Trnavský,2013-11-13 12:46:30

Citujem:"
problémem obchodního cestujícího, tak ho řešil statisíckrát rychleji, než konvenční počítač. Podobných optimalizačních problémů je v běžném životě vlastně spousta, od vyhledávání zadaného textu či dopravního spoje až po sofistikovanou analýzu DNA anebo šifrování"

Myslim si ze prave problemov kde by sa dal nasadit tento system nie je tak vela (ak nebude dostatocne lacny)- jedna sa hlavne o problemy, kde treba hrubu vypoctovu silu. To z drvivej vacsiny zvladnu uz dnesne klasicke pocitace (ktore nie su este stale na konci vyvoja). Myslim ze v dnesnej dobe je vacsi problem datova priepustnost a nutnost spracovavat obrovske objemy dat (a to aj pri mnohych vedeckych projektoch) a to ako ich procesoru (vypočtovej jednotke ) "podhodit", tak aby sa jeho vykon dal zmysluplne vyuzit.

Odpovědět

GaAs polovodice

Karol Bartok,2013-11-12 07:17:42

GaAs polovodice pracuju aj pri 4,2 K.

Odpovědět

Programování

Václav Krajča,2013-05-17 09:55:34

tohoto počítače vypadá jak? Nebude tvorba "programu" trvat podstatně déle než na klasiku? A nedal by se tak zalgoritmovaný výpočet použít i u klasiky? Nějak mě nenapadá, jak by mohlo probíhat programování na daný úkol. Nemáte někdo po ruce nějaký odkaz? Děkuji.

Odpovědět


Tomáš Skřivan,2013-05-20 00:13:42

Na strankach D-Wave je mozno si stahnout devkit v pythnu. Osobne jsem to jeste nezkousel ale uz delsi dobu se na to chystam. http://www.dwavesys.com/en/dev-tutorial-getting-started.html#section1p1

Odpovědět

Chlazení konvenčního počítače

Tomáš Fuk,2013-05-12 11:18:48

Ano, jak zde uvedl pan Sablik, u normálního PC nelze chladit až na teplotu kapalného dusíku a to z důvodu, že pod teplotou asi 50 až 100 K (liší se podle typu Si, Ge a typu příměsi) nemají příměsové polovodiče dosaženou ionizaci a nechovají se tudíž jako polovodiče ale jako izolanty = procesor na polovodičovém základě nebude pracovat.

Odpovědět

"kvantova pamat"

Libor Kiss,2013-05-11 23:46:30

nerozumiem konceptu kvantoveho pocitaca, preto si predstavujem, ze ide akoby o "novy druh procesora" schopneho tychto neuveritelnych vykonov. Ale zaujimalo by ma, ci existuje zaroven aj pamatovy ekvivalent, teda nieco ako (teoreticky) "kvantova pamat", ktora sa od tej konvencnej lisi tiez prevratnou rychlostou pristupu, kapacitou a tak podobne... ci sa da cakat aj na tomto poli "revolucia".
Prepacte, ak strielam uplne vedla...

Odpovědět


Jakub Rint,2013-05-11 23:58:05

http://cs.wikipedia.org/wiki/Qbit

na uložení výsledku podle mě není třeba nové technologie

Odpovědět


QC

Jakub Lédl,2013-05-12 15:05:36

Spíše než o pouhý "nový druh procesoru" jde o nový výpočetní model, dopad kvantové výpočetní techniky jde tedy daleko "za železo" až do teritoria nejčistší teoretické informatiky (odkud vlastně celá tato disciplína vzešla). Jak řekl Djikstra, teoretická informatika je o počítačích asi tolik jako astronomie o dalekohledech :)

Hlavní myšlenkou je, že kvantové jevy jako provázání lze použít pro efektivní řešení některých problémů, které se zdají pro klasické počítače příliš obtížné. Důležité je to "některých"; o jiných problémech se univerzálně předpokládá, že nejsou řešitelné efektivně ani klasicky ani kvantově. V případě zájmu hledejte "P vs. NP".

Pokud vládnete angličtinou, tak skvěle o kvantové výpočetní technice píše prof. Scott Aaronson (http://www.scottaaronson.com/blog/).

Odpovědět

Chybí mi

Tomáš Bartoň,2013-05-11 10:37:40

v článku různé doplňkové údaje. Např. jak dlouho trvá nastavení parametrů qc, jak rychle se dá úloha spustit znovu, na kolik ta legrace vyjde apod.
Mimochodem, kolik bodů prostoru a vzdáleností mezi nimi lze definovat na 439 qubitech a jaký objem informace z toho lze vydloubat, a také samozřejmě s jakou spolehlivostí...?

Odpovědět


Cena

René Henc,2013-05-11 11:05:09

Pokud pamatuju správně, cena D-Wave One by měla být cca 10 milionů USD. Ale nevím, jestli je to cena jen za HW nebo to zahrnuje i instalaci (která v tomhle případě bude díky chlazení pálka) a servis kolem.

Odpovědět

Dvojnasobek

Petr Sabik,2013-05-10 23:33:58

vykonu toho "normalniho" pocitace za "normalni" teploty, ne v porovnani s tim kvantovym predpokladam:)

Odpovědět


Problem

Petr Sabik,2013-05-10 23:37:28

Problemem "normalnich" pocitacu je, ze pokud jsou chlazeny "jen" na teplotu tekuteho dusiku, sproste zatuhnou (pri chlazeni tekutym dusikem je potreba tento peclive davkovat a nechladit na teplotu tekuteho dusiku, ale o neco vyse - zavisle od procesoru, maticni desky, pameti etc.).

Odpovědět

Slaviboj Ošćěpić,2013-05-10 19:30:48

Kolik by se dalo vyždímat výkonu z normálního počítače s takovým chlazením?

Odpovědět


Jakub Rint,2013-05-10 19:51:05

S dusíkem je to kolem dvojnásobku.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni
















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace