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.

Ši naujiena peržiūrėta 4624 kartus. Komentuojame:

Jūsų komentaras

Jūsų vardas:


Jūsų kontaktai:


Fotorebuso atsakymas:


rebusas
Jūsų komentaro tekstas:



Mokslas: kitos panašios naujienos
       2023-06-29 15:07:39

Jungtis tarp smegenų ir kompiuterio – kokias galimybes ji suteiks žmogui?

Technologijų pažanga sudarė galimybę stebėti žmogaus smegenis tokiais būdais, kurie anksčiau buvo neprieinami. Biometrinių algoritmų ir dirbtinio intelekto sprendimų kūrėja „Neurotechnology“ jau prieš porą metų pristatė sprendimą „BrainAccess“, kuris skirtas smegenų ir kompiuterio sąsajos taikymams.
       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
       2024-04-12 11:27:43

Ką būtina žinoti apie vaistų nuo skausmo vartojimą? Didžiausios klaidos

Vaistai nuo skausmo yra dažnas medikamentas kiekvieno žmogaus vaistinėlėje. Jų populiarumą didžiąja dalimi lemia universalus poveikis – jie vartojami tiek kenčiant ūminį skausmą, tiek turint lėtinių ligų.
       2024-04-10 18:52:18

Blokuojami 23 IP adresai, kuriais pasiekiama Kremliaus propaganda

2024 m. balandžio 10 d. Lietuvos radijo ir televizijos komisija (toliau – LRTK) priėmė sprendimą blokuoti 23 IP adresus, kuriais sudaroma galimybė žiūrėti Lietuvos Respublikoje draudžiamas transliuoti pagrindines Kremliaus propagandos televizijos programas.
       2024-04-10 18:47:02

Ženšenis: natūralus adaptogenas jūsų sveikatai

Kas yra adaptogenai ir kodėl jie svarbūs mūsų organizmui? Adaptogenai yra natūralios kilmės medžiagos, kurios padeda organizmui prisitaikyti prie stresinių situacijų ir įveikti iššūkius. 1947 m. rusų mokslininkas Nikolai Lazarev sukūrė terminą „adaptogenas‘‘.
       2024-04-10 12:25:28

Lietuvos biudžetas nepasipildo milijonais už automobilių ridos klastojimą

Dėl didelių ridos klastojimo mastų Lietuvoje nukenčia ne tik naudotų automobilių pirkėjai, bet ir valstybės biudžetas. Automobilių duomenų įmonė „carVertical“ atliko tyrimą daugiau nei dešimtyje Europos šalių tam, kad nustatytų, kaip skirtingose valstybėse kovojama su ridos klastojimu.
       2024-04-09 20:35:59

IT Lietuvoje: trečdalis tėvų vis dar mano, kad tikslieji mokslai – berniukams

Dauguma (59 proc.) tėvų Lietuvoje mano, kad IT srities profesijos yra ir išliks perspektyviais karjeros pasirinkimais jų vaikams, o 39 proc. yra įsitikinę, kad programavimo įgūdžiai yra esminiai ir ateityje jų reikės daugeliui.
       2024-04-09 20:02:33

Ar galiu savo miške iškirsti sausuolius ir ko tam reikia?

Valstybinė miškų tarnyba pastaruoju metu sulaukia miškų savininkų klausimų apie galimybes išsikirsti nudžiūvusius medžius (sausuolius). Žmonės teiraujasi, kur kreiptis ir kokių dokumentų ar suderinimų tam reikia.
       2024-04-08 19:24:01

Ką daryti, kad turimas turtas nenuvertėtų: atkreipkite dėmesį į 4 žingsnius

Lietuvių sukauptas grynasis finansinis turtas per penkerius metus padvigubėjo, tačiau tik nedidelė dalis gyventojų žino, kaip išsaugoti sukaupto turto vertę, kad galėtų juo džiaugtis patys senatvėje ar perduoti savo ateities kartoms.
       2024-04-04 14:32:35

Lietuvą sėkmingai pasiekė stiklinės stadijos europiniai unguriai

Žuvininkystės tarnyba prie LR žemės ūkio ministerijos, įvykdžiusi viešųjų pirkimų procedūras, šiemet sėkmingai įsigijo ir sulaukė 415 kg stiklinės stadijos europinių ungurių. Tiekėjas žuvis pristatė specialiose talpyklose, pritaikytose saugiam gyvų žuvų transportavimui, tiesiai iš Prancūzijos.
       2024-04-04 14:09:28

Paštu apsimetantys sukčiai masiškai atakuoja mobiliojo ryšio vartotojus

Daugiau nei 6500 pranešimų iš gyventojų vien tik per kovo mėnesį. Ir virš pusės tūkstančio užblokuotų nuorodų per beveik metų laikotarpį. Lietuvos paštu apsimetantiems sukčiams toliau siautėjant ir mobiliojo ryšio vartotojus atakuojant žinutėmis, bendrovė gyventojus kviečia išlikti budriais.
       2024-04-03 10:20:23

Ekonominiai ciklai: ar žinote, kaip jais pasinaudoti jūsų naudai?

Investuodami turėtume domėtis ne tik tuo, į ką bei kiek investuoti, tačiau ir kada tai daryti – ar mūsų investicijos bus pelningos, labai priklauso nuo ekonominių ciklų.
       2024-04-02 09:49:57

Pavasaris – vagišių darbymetis: neša kepsnines, net ir sunešiotus batus

Kaip rodo statistika, pavasaris – ilgapirščių darbymetis. Informatikos ir ryšių departamento duomenimis, vagys suaktyvėja kovą, o vis labiau šylant orams ir dar labiau įsibėgėja – praėjusių metų kovo–gegužės mėnesiais, palyginti su šaltuoju sezonu, vagysčių skaičius išaugo maždaug trečdaliu.
       2024-03-30 09:45:42

Žvilgsnis į ateitį – „airBaltic“ išbandė „SpaceX“ internetą „Starlink“

Latvijos oro linijų bendrovė „airBaltic“ pranešė atlikusi pirminį „SpaceX“ interneto ryšio sistemos „Starlink“ bandymą savo lėktuve „Airbus A220-300“. Antžeminis bandymas buvo atliktas aviakompanijos bazėje Rygoje.
       2024-03-29 18:12:09

Pensijos tolsta, darbuotojai sensta. Keisti požiūrį privalės ir darbdaviai

Amžius, kuomet Lietuvos piliečiai gali išeiti į senatvės pensiją, šiemet pasiekė 64 metus ir 8 mėnesius vyrams bei 64 metus ir 4 mėnesius moterims. Abiejų lyčių pensijos amžius susilygins 2026 metais, kai pasieks 65 metus ir daugiau nebeaugs.
       2024-03-29 14:30:49

Žengsime į vasaros laiką − kodėl šis metas itin pavojingas vairuotojams?

Įvairūs tyrimai ir gyventojų apklausos rodo, kad du kartus per metus persukinėti laikrodžio rodykles iš žiemos į vasaros laiką ir atvirkščiai daugeliui žmonių nėra priimtina.
       2024-03-28 19:17:33

Seimas spręs, ar leisti gyventojams pasitraukti iš pensijų kaupimo

Seimas pradėjo svarstyti Seimo narės Ligitos Girskienės pristatytas Pensijų kaupimo įstatymo pataisas, kuriomis siūloma suteikti asmeniui teisę bet kuriuo metu atsisakyti dalyvauti pensijų kaupime ir atgauti sumokėtas pensijų įmokas.
       2024-03-28 13:42:30

Daugiau nei ketvirtadalis vairuotojų vėluoja laiku atlikti techninę apžiūrą

Nors Lietuvos įstatymai įpareigoja vairuotojus kas 2 metus atlikti automobilio techninę apžiūrą, 2023 m. „Transekstos“ duomenimis, net 26 proc. automobilių savininkų pernai vėlavo tai padaryti.
       2024-03-28 13:39:30

Pasiūlymas internete lėmė prarastą laisvę: kaip atskirti verbavimą?

„Siūlome nemokamai mokytis anglų kalbos ir šokių“ – toks, atrodytų, nekaltas skelbimas internete tapo lemtingu net apie 50 merginų Lietuvoje. Už „nemokamas“ pamokas jos galiausiai priverstos atsiskaityti priverstiniu darbu striptizo klube.
       2024-03-28 12:30:19

Stalo žaidimai šeimai: linksmybės ir mokymosi derinys

Stalo žaidimai – tai ne tik puikus būdas praleisti laiką su šeima, bet ir galimybė mokytis bei tobulėti. Nuo senovės Egipto ir Mesopotamijos laikų žmonės rinkdavosi prie bendro stalo žaisti žaidimus, kurie lavintų protą, strateginį mąstymą ir socialinius įgūdžius.
       2024-03-27 16:28:16

Taip įdarytų kiaušinių dar neragavote: nustebinsite visą šeimą

Dienoms iki Velykų sparčiai tirpstant ir šventei neišvengiamai artėjant, daugelis sprendžiame dilemą, ką gaminti ir kokiomis vaišėmis nustebinti artimuosius. Visuomet pravers, jei išsisaugosime greitai paruošiamų užkandžių receptų.
       2024-03-27 09:58:27

Kaip keičiasi vairavimo įpročiai persėdus į elektromobilį?

Nors šiandien didelę dalį naudojamo transporto vis dar sudaro benzininiai ar dyzeliniai automobiliai, perėjimas prie aplinką tausojančių elektromobilių įgauna vis didesnį pagreitį.
       2024-03-27 09:50:59

4 išmanūs sprendimai, leidžiantys efektyviai taupyti elektrą

Ar kada nors pagalvojote, kad įmanoma padidinti saugumą, palengvinti savo buitį ir dar sumažinti sąskaitas už elektrą? Aktyviai tobulinamos išmaniosios sistemos ne tik padeda siekti šių tikslų, bet ir nereikalauja daug investicijų, o jų nauda pajuntama gana greitai.
       2024-03-27 09:39:24

Žinomas treneris: trys klaidos, kurias daro tėvai mokydami vaikus plaukti

„Didelę dalį iš „tėvų mokyklos“ į baseiną ateinančių vaikų plaukti tiesiog mokome iš naujo, „nuo nulio“. Tėčiai, mamos, seneliai ir kiti artimieji, net jei yra labai geri plaukikai, mokydami yra linkę daryti klaidų, kurios gali būti lemtingos vandenyje“.
       2024-03-27 09:32:07

Delsimas mažinti naftos degalų vartojimą kainuoja 1 mln. eurų per darbo dieną

Kiekviena darbo diena, per kurią nepriimami sprendimai mažinti naftos degalų vartojimą transporto sektoriuje, Lietuvos biudžetui tiesiogiai reiškia apie 1 mln. eurų praradimų – negautų pajamų ir atsiradusių papildomų išlaidų.
       2024-03-27 09:26:50

Sinchronizuotas palūkanų karpymas Europoje ir nerimo ženklai JAV

2024-uosius rinka pradėjo optimistinėmis nuotaikomis: tiek rinkos dalyviai, tiek paskolų turintys gyventojai ir verslai nekantrauja, kada gi pasaulio centriniai bankai pirmą kartą sumažins bazinę palūkanų normą.
       2024-03-26 09:27:44

„Tele2“ tinkle jau veikia nauji dvylikaženkliai numeriai: numerių pakaks

Mobiliojo ryšio operatoriaus „Tele2“ tinkle jau pradėjo veikti pirmieji dvylikos simbolių telefono numeriai. Atsižvelgiant į šalyje atsiradusį naujų telefono numerių stygių, galimybę naudoti dvylikaženklius numerius pasiūlė Lietuvos Ryšių reguliavimo tarnyba (RRT).
       2024-03-22 17:06:36

Vandens someljė atsakė į amžiną klausimą: ar sveika gerti mineralinį vandenį?

Vanduo – svarbiausias gyvybės šaltinis žemėje, sudarantis net 60–75 proc. žmogaus kūno masės. Sertifikuota vandens someljė Aistė Miliūtė pabrėžia, kad vandenyje esantys mineralai – organizmo trąšos, kurios būtinos kiekvienam žmogui.
       2024-03-21 18:33:11

Finansinių apgavysčių mastai auga: kieno naudai veikia dirbtinis intelektas?

Finansinės institucijos ir elektroninis verslas nuolat tobulina sistemų saugumą, aktyviai užsiima vartotojų informacinio raštingumo edukacija, o auganti dirbtinio intelekto (DI) pažanga sparčiai prisideda prie inovatyvių verslo sprendimų.
       2024-03-20 17:40:16

Kaip atskirti alergiją nuo peršalimo ligų ir gripo?

Pavasaris pasižymi ne tik ilgesnėmis dienomis ar šiltesniu oru, bet ir gausesniu žiedadulkių bei kitų ore tvyrančių alergenų kiekiu. Sezoninės alergijos dėl savo simptomų dažnai maišomos su peršalimo ligomis arba gripu, tačiau vaistininkai perspėja, kad būtina žinoti, nuo ko gydomasi.
       2024-03-20 17:21:02

Atakuojami Ukrainos televizijos kanalai palydove „Eutelsat Hotbird“

Pranešama, kad Ukrainos tarptautiniai kanalai „Freedom“ ir „Dom“, transliuojantys iš „Eutelsat HotBird“ palydovo, buvo užstrigę.
       2024-03-19 16:58:06

Pasitikrinkite dar kartą: primena, kaip telefone įsijungti saugos pranešimus

Lietuvoje reguliariai vykdomos civilinės saugos pratybos, gamtos stichijos – tai kelios priežastys, dėl kurių šalies gyventojai į mobiliuosius telefonus gauna informacinius perspėjimo pranešimus.
* Skelbiamos įvairių šaltinių naujienos, todėl už jas neatsakome. Kai kurie teiginiai gali nesutapti su www.tvnaujienos.lt nuomone. Neatsakome už vartotojų komentarus.