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
       2022-09-23 19:28:28

Žaliosios energetikos lygtis arba kaip sumažinti elektros kainas

Šių metų rugpjūčio 17 d. nuo kelių šimtų eurų iki maksimalios ribos – 4 tūkst. Eur už megavatvalandę (MWh) – per naktį šoktelėjusi elektros kaina vos nesukėlė infarkto pramonininkams ir energetikos ministrui Dainiui Kreiviui.
       2022-09-23 17:33:08

Automobilio variklio priežiūros ABC: kada ir kodėl verta plauti variklį?

Rūpintis automobilio išorės ir salono švara yra įprasta, tačiau švaros paslaugų ekspertai primena ir po kapotu besislepiančio variklio priežiūros svarbą – neplaunant jo didėja rizika laiku nepastebėti rimtų gedimų ir užbėgti jiems už akių, susidurti su aušinimo problemomis ir į saloną sklindančiais nemaloniais kvapais.
       2022-09-23 17:00:56

5 ekspertės patarimai naujakuriams: ką žinoti apie būsto planą ir perskaityti?

Šalies ekonomistai prognozuoja, kad situacija Lietuvos nekilnojamojo turto (NT) rinkoje netrukus stabilizuosis – kainos turėtų išsilyginti, o naujų butų pasiūla pradėti augti.
       2022-09-23 16:45:32

Veterinarijos ekspertė: fejerverkai kelia stresą ir pavojų gyvūnų sveikatai

Savaitgalį Vilniuje vyksiantis tarptautinis fejerverkų festivalis gali tapti tikru išbandymu arčiau renginio vietos būsiantiems augintiniams. Veterinarijos specialistė Justina Maniušienė sako, kad šunų ir kačių klausa yra daug jautresnė nei žmogaus.
       2022-09-23 16:35:46

Parama elektros energijos kaupikliams rezervuota per vieną dieną

Gyventojai, turintys ar suplanavę įsirengti saulės elektrines, paraiškas kompensacijoms už elektros energijos kaupimo įrenginių įsirengimą visai skirtai sumai – 1 mln. eurui pateikė per vieną dieną.
       2022-09-22 17:52:36

Pritarta: numatoma nulinį PVM tarifą šildymui taikyti dar du sezonus

Seimas po svarstymo pritarė Pridėtinės vertės mokesčio įstatymo pataisoms, kuriomis siūloma laikinai, du artimiausius šildymo sezonus, kompensuoti pridėtinės vertės mokesčio (PVM) tarifą gyventojams centralizuotai teikiamai šilumai, padengiant tiekėjams skirtumą iš valstybės biudžeto.
       2022-09-22 17:52:36

Saulės elektrinių savininkams galimybė įsigyti elektros energijos kaupiklius

Nuo šiandien gyventojai, turintys ar suplanavę įsirengti saulės elektrines, galės teikti paraiškas kompensacijoms už elektros energijos kaupimo įrenginių įsirengimą. Tokia parama suplanuota pirmą kartą, o 2022 m. šiai priemonei skirta 1 mln. eurų iš Klimato kaitos programos lėšų.
       2022-09-22 17:39:03

ESO: 6 patarimai, kaip taupyti elektrą tamsiojo sezono metu

Artėjant tamsiajam metų sezonui ir vėstant orams, vidutinio namų ūkio elektros energijos suvartojimas Lietuvoje gali padidėti 15 proc., skaičiuoja bendrovė „Energijos skirstymo operatorius“ (ESO).
       2022-09-21 12:01:15

„Orion Leasing" statys saulės elektrines – verslas išsimokės pirkdamas elektrą

Bendrovė „Orion Leasing“ imasi naujo veiklos modelio rinkoje – įmonėms statys saulės elektrines, už kurias šios galės išsimokėti už fiksuotą kainą pirkdamos pagamintą energiją. Elektros kaina su visomis dedamosiomis sieks apie 16 ct/kWh, tai – kelis kartus mažiau nei šiuo metu rinkoje.
       2022-09-21 12:01:15

LNDT meno vadovas O. Koršunovas apie 83 sezoną

Daug kam atrodo, kad teatras yra iliuzijos menas. Iš tiesų visais laikais teatras siekia tikrumo ir realybės, bet ne tos buitinės, matomos akimis, o vidinės, skverbiasi į žiūrovų sąmonės gelmes, kur ir glūdi tikroji realybė. Teatras vyksta ne scenoje, o žiūrovų galvose.
       2022-09-21 11:52:30

Brangstanti elektra 64 proc. gyventojų privertė keisti jos vartojimo įpročius

Išaugusios elektros kainos paskatino Lietuvos gyventojus mažinti elektros vartojimą – jau pradėję taupyti elektrą teigia 6 iš 10-ties žmonių (64 proc.), rodo reprezentatyvi bendrovės „Spinter tyrimai“ apklausa.
       2022-09-21 11:48:57

Saugus sportas nėštumo metu: ką derėtų žinoti

Judėjimas – tai sveikata, todėl niekas nepaneigs, jog sportuoti reikėtų visais gyvenimo etapais. Ir visiškai nesvarbu, jog iki šiol nesimankštinote, gyjate po traumos ar laukiatės vaikelio. Netinkamo laiko sportuoti tiesiog nėra!
       2022-09-21 11:44:20

Į rinką žengia naujieji socialiniai tinklai: kuo jie ypatingi

Socialiniai tinklai tapo neatsiejama gyvenimo dalimi – juose ne tik bendraujame, bet ir sužinome naujienas bei dalinamės gražiausiomis akimirkomis.
       2022-09-20 15:50:18

Darbuotojų atrankos – ko neklausti ir kokią taisyklę prisiminti?

Neperžengti privatumo – pagrindinė taisyklė, kurios jokių būdu negalima sulaužyti, pradedant darbuotojų atranką. Signalų, įspėjančių apie įmonės neapdairumą šiuo klausimu yra gana daug.
       2022-09-20 15:42:38

Kylančios elektros kainos skatina lietuvius įdarbinti saulę

Vienos didžiausių pastatų priežiūros ir inžinierinių sprendimų įmonių grupių Baltijos šalyse „Civinity“ įmonės „Inservis“ atstovas Andžejus Gabrunas pastebi išaugusį verslų ir fizinių asmenų poreikį įsigyti saulės elektrines.
       2022-09-20 15:39:08

Laikinai uždraustas rusiškų ir baltarusiškų TV programų retransliavimas

Seimas po svarstymo pritarė Visuomenės informavimo įstatymo pataisoms (projektas Nr. XIVP-1986(2), kuriuo siūloma laikinai uždrausti Rusijos Federacijos ir Baltarusijos Respublikos įsteigtų,
       2022-09-20 15:36:00

Netikėti vynuogių panaudojimo būdai: ypatingi padažai salotoms, salsos

Vynuogės – dažnos užkandžių lentos viešnios, tačiau tai ne vienintelis būdas, kaip jas galima panaudoti virtuvėje. Ar žinojote, kad vynuogės – puikus priedas gaminant įvairiausius padažus, puikiai tiksiančius ne tik į salotas, bet ir prie mėsos.
       2022-09-20 15:31:38

Aistros, džiaugsmo, prabangos, tvarkos spalva – kodėl jomis dažomi automobiliai?

Spalva yra labai svarbus bet kokio gaminio dizaino, logotipo estetikos ar bendro prekių ženklo įvaizdžio dalis. Jau pirmas žvilgsnis į dominantį gaminį sukelia tam tikrą reakciją, net jei vartotojas apie tai nesusimąsto, o tinkamai parinkta ryški spalva leidžia išsiskirti iš panašių produktų gausos.
       2022-09-20 15:23:02

Tyrimas atskleidė, kad raudoni automobiliai į avarijas patenka dažniausiai

Automobilių spalvos dažnai atspindi savininko asmenybę. Konservatyvūs pirkėjai mėgsta monochromatines spalvas, o ekstrovertai nevengia ryškesnių automobilių.
       2022-09-20 09:47:09

Kuo skaitmeninė implantacija pranašesnė už tradicinę

Prarasti dantys jau kelis dešimtmečius atkuriami implantacijos pagalba. Vis dėlto, šios procedūros sėkmė ne vienam kelia abejonę. Remiantis apklausų duomenimis, dažniausiai baiminamasi galimo implanto neprigijimo ir kitų komplikacijų.
       2022-09-20 09:40:47

Ekspertai: skaitmeninės mokymosi priemonės būtinos ir kontaktinio ugdymo metu

Skaitmeninės mokymosi priemonės savo aktualumo nepraranda ir sugrįžus į mokyklos suolą. Įmonės „Ateities pamoka“ atlikta mokytojų apklausa parodė, kad net 98 proc. mokytojų šias priemones aktyviai naudoja ir kontaktinėse pamokose.
       2022-09-20 09:34:12

Dieną be automobilio – 500 nemokamų el. paspirtukų visoje šalyje

Gyventi mieste be nuosavo automobilio – utopija ar jau misija-įmanoma Lietuvoje? Šiemet susimąstyti apie tokį pokytį siekiama priversti net ir užkietėjusius automobilistus, todėl visoje Europoje kasmet žymima Diena be automobilio, mūsų šalyje pasitinkama ne vien gražiomis idėjomis:
       2022-09-19 16:15:25

Kaune oficialiai baigta Dariaus ir Girėno stadiono rekonstrukcija

15 tūkstančių sėdimų vietų, stogas virš tribūnų, du didžiuliai ekranai, automatiškai laistoma ir šildoma žalia veja bei aukščiausios kokybės bėgimo takai. Visa tai – tik dalis nuo pamatų atstatyto naujutėlaičio Dariaus ir Girėno stadiono privalumų.
       2022-09-19 16:09:08

Proveržis: „Volvo Trucks“ pradeda serijinę elektrinių sunkvežimių gamybą

„Volvo Trucks“ tapo pirmąja pasauliniu mastu veikiančia įmone, pradedančia serijinę elektros energija varomų sunkiasvorių (44 t bendrosios junginio masės) sunkvežimių gamybą.
       2022-09-19 16:07:03

Energijos suvartojimą gali padėti mažinti išmaniosios programėlės

Ekonomikos ekspertai visus perspėja, kad dėl sparčiai augančių kainų, šį sezoną teks taupyti. Ugdyti taupymo ir tvarumo įpročius gali padėti išmaniosios programėlės – šie įrankiai telefone leis ne tik paprasčiau stebėti energijos suvartojimą, bet ir užtikrins didesnį efektyvumą.
       2022-09-19 12:30:17

Neramina artėjantis šildymo sezonas? Patalpose atlikite namų darbus

Šaltieji metų mėnesiai – ne už kalnų, todėl jau dabar metas pradėti galvoti apie kitą mėnesį prasidėsiantį šildymo sezoną. Šiemet šalies gyventojai nerimauja dėl būsimo šildymo išlaidų padidėjimo, susijusio su sparčia infliacija ir kitomis priežastimis.
       2022-09-19 12:05:31

Kaip išsirinkti stacionarų kompiuterį?

Keičiantis šiuolaikinėms technologijoms ir atsirandant galimybei dirbti bei gyventi bet kuriame pasaulio krašte, žmonės itin pamėgo mobilumą. Tad nieko keisto, jog stacionarūs kompiuteriai nebesudaro didžiosios dalies perkamų naujų kompiuterių.
       2022-09-18 09:55:11

Madeiroje gidu dirbantis Audrius atskleidė, kodėl sala patiks

Atlanto vandenyne, netoli Afrikos krantų įsitaisiusi Portugalijos sala Madeira sulaukia vis didesnių lietuvių keliautojų srautų. Ir ne veltui.
       2022-09-17 19:45:36

ES jaunųjų mokslininkų konkurse lietuvė pelnė pirmąją vietą

Nyderlanduose vykusiame Europos Sąjungos jaunųjų mokslininkų konkurse Lietuvai atstovavusi Meda Surdokaitė šiandien apdovanota pirmąja vieta ir specialiuoju prizu – kvietimu į Nobelio premijų įteikimo ceremoniją Stokholme. Tai vienas geriausių rezultatų Lietuvos istorijoje.
       2022-09-17 18:30:59

JAV atvėrė rinką lietuviškiems kiaušinių produktams

Lietuva gali eksportuoti kiaušinių produktus į JAV. Tai rugsėjo 15 d. paskelbė šios šalies Maisto saugos ir priežiūros tarnyba. Lietuva tapo antrąja ES šalimi po Nyderlandų, gavusia tokį leidimą.
* Skelbiamos įvairių šaltinių naujienos, todėl už jas neatsakome. Kai kurie teiginiai gali nesutapti su www.tvnaujienos.lt nuomone. Neatsakome už vartotojų komentarus.