Исполнить кубит

Что сулит человечеству появление квантовых компьютеров

ФОТО: © Depositphotos.com/sdecoret

Решать сверхсложные задачи за несколько часов, находить ответы на вопросы, которые занимали человечество годами, задействовать потенциал любой технологии – все это станет возможным благодаря квантовым компьютерам, считают аналитики из McKinsey&Company. Разумеется, это произойдет не завтра. Многим компаниям придется ждать еще лет десять, а то и больше, чтобы начать использовать квантовые вычисления в своей работе. Тем не менее бизнес-лидерам необходимо иметь представление об этой технологии уже сегодня – настолько велико ее потенциальное влияние.

Квантовые компьютеры вряд ли заменят привычные нам ПК и ноутбуки. Вместо этого они будут использоваться для решения конкретных, очень сложных задач статистического характера, которые зачастую не под силу традиционным вычислительным машинам. Как известно, сегодняшние компьютеры оперируют битами, что могут принимать два значения – либо «0», либо «1». Квантовые машины же работают с кубитами – это единицы измерения, которые могут занимать любое значение между «0» и «1». Благодаря кубитам вычислительная сила квантовых компьютеров многократно превышает возможности современных устройств.

Квантовая технология находится в стадии разработки – ученым необходимо решить еще целый ряд проблем, связанных с ее функционированием и внедрением. Множество исследовательских институтов и компаний, включая гигантов вроде Google, IBM и Microsoft, инвестируют в эту область. Задача у разработчиков непростая: им необходимо наладить работу алгоритмов, которые мало похожи на сегодняшние, и создать девайсы, чей внешний вид, скорее всего, будет совершенно иным.

Сам концепт квантового компьютера существует с начала 1980-х. Несмотря на это, только в прошлом году Google объявил, что подобная машина может решать непосильные для традиционных компьютеров задачи – да и то, проведенный эксперимент был из области математики. В прикладном смысле от квантовых компьютеров пока что пользы мало, но, по прогнозам McKinsey, это скоро изменится. Для чего же будут использоваться новые машины?

Победа над болезнями. Ученые, которые занимаются разработкой новых лекарств, вынуждены детально изучать структуру той или иной молекулы для того, чтобы определить ее свойства. Традиционные компьютеры плохо подходят для этой цели: слишком сложны способы взаимодействия мелких частиц. Ученым приходится разными способами моделировать поведение этих частиц, что отнимает колоссальное количество времени. Это одна из причин, по которой новые препараты так долго разрабатываются.

Квантовые компьютеры просто созданы для решения подобных задач, ведь взаимодействие атомов в молекуле по своей сути и есть квантовая система. Эксперты считают, что квантовые машины будут способны моделировать поведение самых сложных молекул, что значительно упростит процесс создания лекарств и, возможно, приведет к революции в фармацевтике.

Новые высоты оптимизации. Как правило, бизнес-задачи подразумевают решение уравнений с множеством переменных. Где лучше расположить станки в цехе? Каков оптимальный маршрут доставки грузов? Как создать транспортную систему, которая удовлетворит запросы клиентов? Как оптимизировать финансовый портфель, чтобы увеличить его доходность и снизить риски? Все это – примеры проблем, с которыми ежедневно сталкиваются компании. Решать их с помощью обычных алгоритмов сложно, часто возникают осечки. Задачи приходится разбивать на разные этапы, которые компьютер решает по очереди. Квантовые компьютеры, способные работать с целым рядом вычислений одновременно, смогут очень быстро предложить возможные решения. Традиционные алгоритмы тоже будут нужны: их задача будет заключаться в том, чтобы выбрать наиболее оптимальный из вариантов, предложенных квантовой системой. Комбинация двух методов поможет значительно ускорить бизнес-процессы.

Безопасность беспилотников. Квантовые компьютеры могут способствовать появлению полноценных беспилотных автомобилей. Автоконцерны вроде Ford, GM и Volkswagen наряду с разными стартапами тратят сотни часов на обработку данных, которые необходимы для моделирования поведения автомобиля в той или иной ситуации. Цель разработчиков заключается в том, чтобы научить машину принимать решения за водителя. Где повернуть, как разогнаться, в каком месте притормозить или обойти препятствие – все это беспилотники должны уметь делать. Такая кропотливая работа предполагает разработку алгоритма на основании сложнейших расчетов. Даже быстрейшие в мире традиционные компьютеры тратят целые дни или даже месяцы на решение подобных задачек. Квантовые компьютеры упростят этот процесс в разы.

Защита наших данных. Квантовые компьютеры представляют серьезную угрозу для кибер­безопасности. Дело в том, что большинство современных аккаунтов и онлайн-транзакций защищено с помощью таких алгоритмов шифрования, как RSA и SSL/TLS. Эти системы позволяют распространять информацию среди авторизованных пользователей и в то же время защищать ее от посторонних. Чтобы взломать эти алгоритмы, нужна такая вычислительная мощность, которой современные компьютеры не располагают. Теоретически подобрать ключ можно, но на практике это займет слишком много времени, поэтому сегодня взломы если и случаются, то, как правило, в результате халатного внедрения протоколов кибербезопасности.

Взломать традиционную систему шифрования могут квантовые алгоритмы. Кстати, такой алгоритм уже создан – он называется алгоритмом Шора. Правда, пока не создан компьютер, способный этот алгоритм использовать для взлома систем безопасности, – сегодняшние машины могут решать с его помощью лишь относительно простые задачи. Но в течение двух десятилетий наверняка произойдет скачок в вычислительной мощности квантовых компьютеров, и тогда нужны будут принципиально новые системы кибербезопасности, чтобы защитить наши данные.

Когда придет завтра?

Квантовая технология очень сложна – это не приложение, которое в один прекрасный день начнут скачивать миллионы людей. В McKinsey уверены: квантовые машины будут в руках таких гигантов, как IBM и Google, которые постепенно наращивают свои вычислительные мощности. Это небыстрый процесс, и, по расчетам McKinsey, к 2030 году работать будут лишь 2–5 тыс. квантовых компьютеров. Полноценные компьютеры, способные решать сложные задачи, могут появиться лишь к 2035-му. Тем не менее в том или ином виде квантовые сервисы станут доступны пользователям в течение следующего десятилетия. Скорее всего, их будут предлагать на базе уже известных нам облачных платформ вроде Amazon Web Services и Microsoft Azure.

: Если вы обнаружили ошибку или опечатку, выделите фрагмент текста с ошибкой и нажмите CTRL+Enter
1458 просмотров
Поделиться этой публикацией в соцсетях:
Об авторе:
Загрузка...
22 октября родились
Бауыржан Урынбасаров
директор филиала АО «НК «ҚТЖ» – «Дирекция магистральной сети»
Нуржами Алтынсака
советник председателя правления АО «Жилстройсбербанк Казахстана»
Самые Интересные

Орфографическая ошибка в тексте:

Отмена Отправить