Naujienos

Ekspertas paaiškina: kas yra kvantiniai kompiuteriai ir kam jų reikia?

2021-11-15 14:41:02

„Jei manote, kad suprantate kvantinę mechaniką, jūs jos nesuprantate“, – ši Nobelio fizikos premijos laureato Richardo Feynmano citata gana taikliai paaiškina, kodėl iki šiol neturime praktiškai panaudojamo kvantinio kompiuterio.

Visgi pažanga šioje srityje akivaizdi ir, kaip tikisi mokslininkai, svarbių naujienų turėtume sulaukti per artimiausius 10–20 metų. Tiesa, tai nebūtinai reiškia, kad bus sukurtas galingas ir naudingas kvantinis kompiuteris.

„Iki šiol sudėtingiems skaičiavimams atlikti mokslininkai pasitelkdavo superkompiuterius – itin dideles ir galingas skaičiavimo mašinas, turinčias tūkstančius procesorių. Tačiau yra užduočių, kurioms jie paprasčiausiai netinka arba jų sprendimas užtruktų neproporcingai daug laiko. Tam ir reikalingi kvantiniai kompiuteriai“, – sako kompetencijų centro „Telia Global Services Lithuania“ IT paslaugų tiekimo specialistas Tomas Niparavičius.

Tiek mūsų kasdien naudojami kompiuteriai ar išmanieji telefonai, tiek galingiausi pasaulio superkompiuteriai veikia tuo pačiu principu: skaičiavimai atliekami naudojant dvejetainę sistemą ir informacija koduojama bitais, kurie gali turėti dvi reikšmes, 0 arba 1. Kvantiniame kompiuteryje naudojami ne bitai, o kvantiniai bitai arba kubitai, kurie vienu metu gali būti abiejų šių būsenų superpozicijoje.

Panaudojimo būdų – daugybė

Įsivaizduokite, kad organizuojate vakarienę, kurioje dalyvaus 10 įnoringų svečių ir egzistuoja tik vienas optimalus būdas visus juos susodinti. Kaip manote, kiek skirtingų variantų jums reikėtų įvertinti? Teisingas atsakymas: 3 628 800. Ir tai – tik 10-ies svečių susodinimas prie vieno stalo.

Įprasti superkompiuteriai tokius uždavinius sprendžia analizuodami kiekvieną galimą kombinaciją, o tai itin neefektyvu. Kvantiniai kompiuteriai atsakymo ieško ne tikrindami galimus variantus, o, vaizdžiai sakant, juos filtruodami. Todėl tam tikrų užduočių atsakymą jie gali pateikti nepalyginamai greičiau.

„Vienas iš to panaudojimo būdų – mokslinių duomenų analizė. Pavyzdžiui, veikdamas Didysis hadronų greitintuvas kiekvieną sekundę sukuria apie 300 GB duomenų, kurie, tikimasi, padės įminti fundamentalias mūsų visatos paslaptis. Jų analizė yra sudėtingas ir itin daug išteklių reikalaujantis procesas, kurį kvantiniai kompiuteriai galėtų gerokai paspartinti“, – sako Tomas Niparavičius.

Taip pat kvantiniai kompiuteriai gali atlikti sudėtingas simuliacijas, pavyzdžiui, cheminių reakcijų ar kvantinių efektų. Tai galėtų pasitarnauti daugybėje sričių, nuo efektyvesnio metalų išgavimo, trąšų gamybos, iki našesnių saulės elementų, vaistų gamybos ir radioterapijos.

Dar vienas kvantinių kompiuterių panaudojimo būdas – naujos kartos kibernetinio saugumo ir duomenų šifravimo sprendimai, dirbtinio intelekto spartesnis mokymasis, tiekimo grandinės optimizavimas.

„Įdomu tai, kad kuo uždavinys sudėtingesnis, tuo kvantinis kompiuteris būtų pranašesnis prieš įprastą superkompiuterį. Ir šie skirtumai gali būti drastiški – yra uždavinių, kuriuos galingiausi pasaulio superkompiuteriai spręstų milijonus metų, o kvantiniam kompiuteriui užtektų kelių dienų ar savaičių“, – pastebi T.Niparavičius.

Mįslių daugiau nei atsakymų

Jei kvantiniai kompiuteriai tokie svarbūs ir naudingi, kodėl pažanga šioje srityje tokia lėta? Didžiausias galvos skausmas mokslininkams yra tai, kad kubituose informacija laikoma kvantinėje būsenoje. Nuskaitant kubitą jo reikšmė visada yra arba 0, arba 1, tačiau realybėje šios reikšmės yra nuolat kintančios. Tai apsunkina algoritmų, kurie leistų išnaudoti kvantinių skaičiavimų potencialą, kūrimą.

Antra, kubitai turi būti visiškai izoliuoti nuo aplinkos, tačiau sąveikauti vieni su kitais ir, galiausiai, pateikti sprendimą. Kitu atveju iš jų bus tiek pat naudos, kaip iš įprastų bitų, o kvantinis kompiuteris galės pakeisti nebent skaičiuotuvą.

Trečia, tam, kad kvantinis kompiuteris gebėtų išspręsti išties sudėtingus uždavinius, reikia itin daug kubitų – manoma, bent tūkstančio. Šiuo metu sukurti kvantiniai kompiuteriai gali pasigirti keliomis dešimtimis kubitų.

Ir ketvirta, kvantiniai kompiuteriai gali klysti. Kuo daugiau kubitų, tuo stipresnė dekoherencija (skaičiavimo netikslumai) ir atsakymai tampa pernelyg nepatikimi.

„Visai neseniai „Google“ tyrėjai atrado būdą aptikti ir ištaisyti kvantinio kompiuterio skaičiavimo klaidas: tam panaudoti vadinamieji „loginiai kubitai“. Tiesa, šios srities tyrimai dar tik prasideda ir klaidų taisymo mechanizmas kol kas pats sukuria daugiau klaidų nei ištaiso. Tačiau jei pavyks pasiekti ribą, kai klaidų ištaisoma daugiau nei sukuriama, tai gali būti kvantinių kompiuterių lūžio momentas“, – sako „Telia Global Services Lithuania“ IT paslaugų tiekimo specialistas Tomas Niparavičius.

Gali būti, kad tokios ribos pasiekti taip ir nepavyks. Arba gali paaiškėti, kad kvantinės sistemos yra pernelyg padrikos ir „triukšmingos“, kad atliktų patikimus skaičiavimus. O gal kvantinė mechanika iš principo yra neišmatuojama ir neapskaičiuojama. Bet kuriuo atveju, jei per artimiausius 10–20 metų ir nebus sukurtas realią naudą nešantis kvantinis kompiuteris, tai bent atsakymų į šiuos klausimus sulaukti turėtume.

Komentuojame šią naujieną:

Jūsų komentaras

Jūsų vardas:


Jūsų kontaktai:


Fotorebuso atsakymas:


rebusas
Jūsų komentaro tekstas:



Mokslas: kitos panašios naujienos
       2022-02-11 13:26:45

Moterys mokslininkės: iššūkiai ir kaip paskatinti moteris išlikti mokslo kelyje?

Kasmet vasario 11 d. visame pasaulyje minima moterų ir mergaičių moksle diena. Ši diena suteikia progą skatinti moterų aktyvų dalyvavimą ir įsitraukimą į mokslo, technologijų, inžinerijos ir matematikos sritis.
       2021-10-21 11:55:19

Fotonika ir lazeriai – raktas į aplinkos tvarumą

Klimato kaita yra vienas svarbiausių mūsų laikų iššūkių. Tvariosios fotonikos technologijos, kitaip tariant, techninis šviesos, fotonų panaudojimas, atlieka itin svarbų vaidmenį tausojant aplinką ir Žemės išteklius.
       2020-11-24 09:15:27

Vytautas Getautis: kartais naujų išradimų idėjos kyla ir bėgiojant stadione

KTU Cheminės technologijos fakulteto (CTF) profesorius Vytautas Getautis labiausiai žinomas už pasiektą pasaulinį saulės elementų efektyvumo rekordą – kartu su kitais mokslininkais sukurtas saulės elementas net 29,15 proc. krintančios šviesos paverčia elektros energija.
       2020-10-21 08:58:11

Fizikai įsitikinę: XXI amžius – tai fotonų įgalinimo laikmetis

Spalio 21 d. minima Tarptautinė fotonikos diena. Fotonika pagrįsti atradimai skatina mokslo ir technologijų pažangą įvairiose srityse, pavyzdžiui, informacinėse technologijose, energetikoje, metrologijoje, pramonėje, medicinoje ir net sprendžiant ekologijos problemas.
       2020-10-19 16:04:25

VU virusologė L. Kalinienė apie koronavirusą: klausimų šiandien daug

Koronaviruso susirgimų atvejams sparčiai augant, naujos informacijos apie šį virusą poreikis tampa vis aktualesnis. Imunologai nuolat apžvelgia padėtį, kuriama nauja vakcina ir problema atrodo kryptingai sprendžiama.
       2020-04-01 09:59:02

Ką daro vienas galingiausių lazerių pasaulyje, kurį sukūrė lietuviai

Prieš beveik metus Nobelio premijos laureatas prof. Gérard’as Mourou įžiebė vieną galingiausių lazerių pasaulyje, kurį sukūrė lietuviai. Jo kūrėjai pasidalino, kaip lazeris veikia, kuo jis ypatingas, ir kur bus pritaikomas.
       2020-03-05 10:13:09

Neuromokslininkas: psichodeliniai grybai reikšmingai keičia smegenų struktūrą

Ar išgirdę žodį „psilocibinas“ atsakytumėte, kokią įtaką šis cheminis elementas daro žmogaus smegenims? O jei reikėtų apibūdinti tai, kaip veikia psichodeliniai, arba kitaip – magiškieji, grybai?
Daugiau naujų naujienų
       2022-05-14 16:01:45

Mėsos technologo rekomendacijos patyrusiems kepėjams ir grilio naujokams

Šylant orams sparčiai įsibėgėja ir maisto gamybos ant grilio sezonas. Anot prekybos tinklo „Rimi“ mėsos technologo Vido Nadzeikos, įprasta, kad ant kepsninės ar laužo atsiduria šašlykai, kiaulienos šonkauliukai, dešrelės ar vištienos kepsneliai, tačiau grilinti galima ir daug įdomesnius produktus.
       2022-05-14 08:42:47

VERT: vartotojo mokėtina prijungimo įmoka ESO turėtų būti perskaičiuota

Valstybinė energetikos reguliavimo taryba (VERT), išnagrinėjusi tarp vartotojo ir AB „Energijos skirstymo operatorius“ (ESO) kilusio ginčo aplinkybes, priėmė sprendimą tenkinti vartotojo reikalavimą įpareigoti bendrovę iš naujo apskaičiuoti prijungimo prie elektros tinklų įmoką.
       2022-05-14 08:27:49

Artėja Pasaulinė hipertenzijos diena: kodėl vis dar mažai dėmesio prevencijai?

Kitą savaitę, gegužės 17-ąją, minima Pasaulinė hipertenzijos diena, kuria siekiama atkreipti dėmesį į kraujotakos sistemos ligas. Lietuvos sergamumo širdies ir kraujagyslių ligomis bei mirštamumo nuo jų rodikliai beveik triskart didesni už Europos Sąjungos vidurkį, skelbia Lietuvos širdies asociacija.
       2022-05-14 08:15:32

Maistinga, greita ir gardu: receptai su špinatais, patiksiantys išrankiausiems

Sklidini įvairiausių vitaminų, mineralų bei kitų vertingųjų medžiagų – špinatai tokie maistingi, kad juos sunku kuo nors pakeisti gaminant mėgstamus pavasarinius valgius. Be to, špinatai puikiai tinka ne tik salotoms: iš jų kepami blynai, gaminami įvairiausi padažai, lazanijos, pyragai.
       2022-05-13 20:52:09

8 priežastys, dėl kurių įsimylėsite ypatingą Graikijos pusiasalį

Dažnai keliautojai atostogoms rinkdamiesi Graikiją susitelkia į jos salas arba sostinę Atėnus. Tačiau kelionių ekspertai išskiria tikrą Graikijos perlą – Peloponeso pusiasalį, kurį turistai iš viso pasaulio įsimyli dėl įvairiausių priežasčių.
       2022-05-13 19:28:30

Pokalbiai apie karą: psichologas aiškina, kodėl svarbu nubrėžti ribas?

Pokalbiai apie karą netyla – nuolat dalijamės naujienomis, pasakojame, kaip jaučiamės ar išsakome savo nuomonę, tačiau kai kuriems žmonėms nepertraukiamas tokios informacijos srautas gali sukelti emocinės sveikatos sunkumų.
       2022-05-13 18:52:27

Žvėriena – išskirtinės biologinės vertės, tvariai gaunamas maistas

Mėgta ir vertinta Lietuvos didikų, per sovietmetį praradusi populiarumą ir pasitikėjimą, žvėriena vėl grįžta ant lietuvių stalo. Laukinių žvėrių mėsa gerai įsisavinama, tinkama dietinei mitybai, biologiškai vertinga, medžiojant pagal griežtus reikalavimus – gaunama tvariai.
       2022-05-13 18:43:16

Romantiški užkandžiai lietuviškos meilės dienos iškylai

Gegužės 13 - ąją, kai žaliuojantis pavasaris pasipuošia įvairiaspalviais kvapniais žiedais, minima baltų meilės deivės Mildos diena. Skanūs užkandžiai gamtoje ir laikas skirtas mylimajam – tai puikus būdas paminėti lietuvišką meilės dieną, o romantiškai mylimųjų iškylai gamtoje pravers keli nesudėtingi receptai.
       2022-05-13 18:38:32

Svarbu ukrainiečiams – teisė vairuoti ir automobilio registracija Lietuvoje

Advokatų profesinės bendrijos AVOCAD teisininkės Viktoriios Vynohradovos patarimai ukrainiečiams Lietuvoje – apie teisę vairuoti ir kada reikia registruoti automobilį Lietuvoje (ukrainiečių kalba).
       2022-05-13 18:36:12

Romas Kalanta suprato, kad jo pasiaukojimas šauks, kvies ir ragins

Lietuvos Respublikos Prezidentas Gitanas Nausėda penktadienį dalyvavo diskusijoje „Romas Kalanta: pilietinio pasipriešinimo fenomenas“, skirtoje 50-osioms Romo Kalantos mirties metinėms paminėti.
       2022-05-13 15:18:02

Atėjo laikas naikinti pavojingą invazinį augalą - Sosnovskio barštį

Nors pavasaris šiemet vėlyvas, savivaldybės jau pradėjo suplanuotus Sosnovskio barščio naikinimo darbus. Šį invazinį augalą purkšti herbicidais, šienauti arba iškasti yra numačiusios 16 savivaldybių.
       2022-05-13 15:11:39

TV tendencijos Lietuvoje: „Eurovizija“ muša rekordus

Didžiausią išmaniosios televizijos platformą Lietuvoje valdančios bendrovės „Telia“ statistika rodo, kad Lietuvos žiūrovų favoritais lieka „Eurovizija“, krepšinis ir Dakaras.
       2022-05-13 11:42:01

Ruošiatės draugų susibūrimui? Išmėginkite šiuos tris greitų užkandžių receptus

Planuojantiems šeimos susibūrimą savaitgalį ar „Eurovizijos“ finalo žiūrėjimą su draugais, tikru galvos skausmu gali tapti vaišės, kuriomis reikės nudžiuginti svečius.
       2022-05-13 11:35:54

3 pasaulio turtingieji, kurių karjera susiklostė tik sulaukus 40 metų

· Kai kurių milijonierių karjera susiklostė tik sulaukus 40 arba net daugiau metų. · Harlandas Sandersas įkūrė „KFC“ („Kentukio keptos vištienos“) bendrovę būdamas 62 metų. · 45 metų Henris Fordas tapo turtingu pristatęs automobilį „Model T“. · Rėjaus Kroko karjera susiklostė būnant 52 m. ir tapus „McDonald‘s“ franšizės agentu.
       2022-05-13 11:32:11

Kokio technologinio proveržio tikėtis ateityje ir kas laukia pasirinkusių IT?

„Programavimo sritį ar IT profesiją šiandien turi rinktis tie, kurie nori kūrybiško ir dinamiško darbo“, – įsitikinęs JAV programavimo paslaugų įmonės „Devbridge“ Technologijų direktorius Rimantas Benetis.
       2022-05-13 09:47:11

Šildymo sistemos siurblio keitimas – efektyvus būdas sutaupyti

Kylant kainoms ir didėjant nerimui dėl ekonominės padėties ir infliacijos, kaip niekad aktualu mažinti vartojimo kaštus ir ieškoti tvarių sprendimų. Nemažą dalį išlaidų sudaro šildymo bei vėdinimo kaštai.
       2022-05-13 09:41:07

Atgaivinantys burbuliukai: kokteilių receptai lietuvių meilės dienai paminėti

Lietuvių įsimylėjėliai gali džiaugtis, kadangi meilės garbei mūsų šalyje yra švenčiama ne viena, bet dvi šventės. Vasario mėnesį minime aistringąją Valentino dieną, o šiandien, gegužės 13 d. švenčiame lietuvių meilės deivės Mildos šventę.
       2022-05-13 08:46:17

Sukčiai įžūlėja: pernai išviliojo dvigubai daugiau pinigų

Praėjusiais metais sukčiai iš gyventojų elektroninėmis priemonės, Lietuvos bankų asociacijos duomenimis, išviliojo 10,2 mln. eurų - tai dvigubai daugiau nei 2020-aisiais.
       2022-05-13 08:38:20

Pavasariškos saulės vilionės: kaip deginimosi sezoną pradėti saugiai?

Daugelis yra išties išsiilgę vasaros, todėl skuba pasimėgauti kiekviena šiltesne ir saulėta diena. Kai kurie ypač nekantrauja pasilepinti saulės voniomis ir įgyti gražų įdegį.
       2022-05-11 14:38:54

Profesija, apie kurią negirdėjote: už įsilaužimus ne tik dėkoja, bet ir sumoka

Nusikaltimų elektroninėje erdvėje skaičiai ir mastai sparčiai auga – skaičiuojama, kad jie pasaulio ekonomikai kainuoja 5,5 trln. eurų per metus. Apsaugoti verslus ir institucijas nuo virtualių grėsmių tampa itin svarbu, tačiau mažai kas žino, kas ir kaip tai atlieka.
       2022-05-11 14:35:14

Nuo vasaros jau 130 valstybės institucijų gaus centralizuotas IT paslaugas

Dar 67 valstybės institucijos ir įstaigos nuo liepos 1 d. įsitrauks į informacinių technologijų (IT) infrastruktūros konsolidavimo procesą. „Nuo antrojo šių metų pusmečio šiame procese iš viso dalyvaus jau 130 viešojo sektoriaus institucijų, kurios gaus kokybiškas centralizuotas IT paslaugas.
       2022-05-11 14:31:43

Dermatologai matuoja ne metus, o UV spindulių kilometrus

Kasmetinė Euramelonoma visuomenės informavimo kampanija ir šiais– 2022-aisiais – skatina anksti atpažinti odos vėžį bei melanomą, efektyviai taikyti jų prevenciją, lauku kreiptis į specialistą ir pradėti gydymą.
       2022-05-11 11:01:19

Kelionės su augintiniu: ko nepamiršti kelioniniame krepšyje?

Jau netrukus sulauksime vasaros, kurios metu leisimės į įvairias keliones ‒ važiuosime prie jūros, į miškus, sodybas ar ten, kur jaučiamės geriausiai ir galime atsipūsti. Be abejo, kartu pasiimsime ir mylimus augintinius.
       2022-05-11 10:53:30

Maisto ekspertai: šaltiena – lietuviškas supermaistas

Daugeliui šaltiena yra nostalgiškas patiekalas, dar nuo vaikystės užimdavęs garbingą vietą ant vaišių stalo, kai per didžiąsias metų šventes prie jo rinkdavosi šeima. Beje, šio patiekalo pardavimų tendencijos rodo, kad tradicija neišblėso.
       2022-05-11 10:49:28

Stovyklavimo gidas: naudingi patarimai ruošiantis į gamtą

Atšilus orui skubame į gamtą. Ir nors naktys kol kas šiluma dar nelepina, netrukus atsidarysime ir stovyklavimo sezoną. Kad gamtoje laiką praleistume ne tik smagiai, bet ir komfortiškai, reikėtų nepamiršti pagrindinių stovyklavimui skirtų atributų: kokybiškos palapinės, miegmaišio, apsaugos nuo vabzdžių.
       2022-05-11 10:45:01

Koks sportas naudingas sergantiems širdies ir kraujagyslių ligomis?

Judėjimas – viena pagrindinių žmogaus gyvenimo dalių. Tačiau ne visada pavyksta reguliariai užsiimti fizine veikla dėl laiko, o kartais – ir noro stokos.
       2022-05-11 10:41:01

Europa atsilieka dirbtinio intelekto plėtroje ir tai kelia grėsmę jos saugumui

Strasbūre vykusios sesijos metu europarlamentarų dėmesio sulaukė dirbtinis intelektas ir jo plėtra Europoje.
       2022-05-11 10:35:57

Kepti ar nekepti: kurias daržoves galima kepti ant grilio?

Kepsninės – vienas universaliausių valgio ruošimo įrenginių, tad ant įkaitintų grilio grotelių galima kepti ne tik mėsą ar žuvį, bet ir daržoves. kad stulbinanti kepsninių kaitra tinka ne visoms daržovėms – ar tai tiesa?
       2022-05-11 10:22:08

Ar tikrai didesni ratlankiai reiškia, kad teks pamiršti apie komfortą?

Kai automobilių gamintojai pristatė miesto krosoverius, drauge su nauju segmentu gimė ir nauja dizaino tendencija: pravažesniems, didesnę prošvaisą bei visureigišką kėbulo apdailą turintiems modeliams pradėti montuoti ir nemažo skersmens ratlankiai su žemo profilio padangomis.
       2022-05-11 10:17:35

Geriausiai „Eurovizijos“ patirčiai: ką svarbu įvertinti renkantis televizorių?

„Eurovizijos“ konkursas kasmet prie ekranų pritraukia daugybę žiūrovų – bene svarbiausias metų renginys – puiki proga įsigyti naują televizorių ir stebėti pasirodymus per didelį bei ryškų ekraną.
* Skelbiamos įvairių šaltinių naujienos, todėl už jas neatsakome. Kai kurie teiginiai gali nesutapti su www.tvnaujienos.lt nuomone. Neatsakome už vartotojų komentarus.