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
       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
       2023-10-04 08:44:43

Dirbtinis intelektas rinkodaroje: neteisingi klausimai gali lemti nesėkmę

Rinkodaros, kaip organizacijos veiksmų, kuriais siekiama sukurti ir pateikti rinkai ekonominę vertę, sritis yra užprogramuota keistis tokiu greičiu, kaip keičiasi vartotojo poreikiai, ir atsižvelgiant į tai, kaip sparčiai vystosi naujos technologijos.
       2023-10-03 15:03:54

Rygoje lankėtės tik praėjusiais metais? 8 naujienos paskatins ten sugrįžti

Latvija – viena populiariausių Lietuvos turistų krypčių. Dažnas jau ne kartą yra lankęsis sostinėje, tačiau jau 822 metus skaičiuojanti Ryga nuolat keičiasi. Vien per pastaruosius metus čia pažiro daug naujienų:
       2023-10-03 14:57:22

Dėl ministerijų neveiklumo ES investicijos vis dar nepasiekia regionų

Besibaigiant jau tretiems 2021-2027 m. Europos Sąjungos (ES) finansinės perspektyvos metams, Lietuvos regionuose nepradėtas nei vienas investicinis projektas, nes šalies ministerijos iki šiol nepabaigia planavimo proceso.
       2023-10-03 14:54:58

Skaitmeninė verslo tapatybė: kaip neprarasti klientų pasitikėjimo?

Pastaraisiais metais keliems Lietuvos verslams teko susidurti su klientų duomenų nutekėjimu. To pasekmes išgyveno abi pusės: klientai tapo sukčiavimo aukomis, taip pat susidūrė su dideliais kiekiais reklaminių laiškų savo pašto dėžutėse.
       2023-10-02 16:02:37

X, Y ir Z kartų finansiniai įpročiai: kokie esminiai jų skirtumai

Vieni taupo „kojinėje“, kiti pinigus laiko net ne fizinėje, o išmaniajame telefone įdiegtoje elektroninėje piniginėje. Ekspertai – „Citadele“ banko valdybos narė Rūta Ežerskienė, psichologė Viktorija Bartkutė-Vyšniauskienė ir doc. dr. Jurga Bučaitė-Vilkė – dalinasi ryškiausiais skirtingų kartų finansiniais įpročiais ir pasakoja to priežastis.
       2023-10-02 16:00:07

„Password“ keičia „passphrase“: atnaujintos slaptažodžių kūrimo rekomendacijos

Tobulėjant kibernetinių nusikaltėlių atakoms, vis daugiau dėmesio skiriama būdams, kaip nuo jų apsisaugoti. Vienas dažniausiai naudojamų, žinoma, yra paskyras internete apsaugantys slaptažodžiai.
       2023-09-29 19:31:44

Elektromobilis, hibridas ar vidaus degimo variklis? Kaip pasirinkti automobilį?

Koks automobilis pats patraukliausias kasdieniniam naudojimui? Visi giria elektromobilius, bet ar pakaks vieno įkrovimo kelionei prie jūros? O galbūt hibridas? Daug kas mano, jog tai protingas kompromisas tarp efektyvumo ir ekologijos.
       2023-09-29 14:17:13

Tamsūs vakarai – ne priežastis išlaidauti. Kaip sumažinti elektros sąskaitą

Trumpėjant dienoms ir ilgėjant tamsiam paros metui vis daugiau laiko praleidžiame namuose, su šeima. Tai lemia ir didesnes elektros sąskaitas – ne tik ilgiau laikome įjungtą apšvietimą, bet ir ilgesnes valandas praleidžiame prie televizoriaus ar elektrinės viryklės.
       2023-09-27 16:56:13

Atostogų biudžetas: ar lietuviai moka planuoti išlaidas?

Nors lietuviai vėl keliones planuoja iš anksto, dažniausiai atostogoms jie išleidžia daugiau nei tikisi. Remiantis „Tez Tour“ užsakymu atliktos reprezentatyvios keliautojų apklausos duomenimis, 48 proc. respondentų atostogoms planuoja išleisti iki 600 eurų asmeniui.
       2023-09-22 16:02:31

Kiek laiko automobilį verta drausti kasko?

Rugpjūčio mėnesį net kelissyk siautusi stichija negailėjo nei pastatų, nei automobilių. Pastarųjų savininkams audrų padaryta žala sudarė kone pusę visų registruotų žalų. Tačiau į draudimo išmokas pretenduoja tik tie, kurie apsidraudė automobilius kasko draudimu.
       2023-09-21 18:21:46

Vilnius turės didžiausią šilumos siurblį Baltijos regione

AB Vilniaus šilumos tinklai (VŠT) pradėjo statyti galingiausią absorbcinį šilumos siurblį (AŠS) Baltijos regione, kuris padidins biokuro katilo efektyvumą ir leis panaudoti gamybos metu susidarančią atliekinę šilumą.
       2023-09-21 15:10:01

Viena klaida, ir grybus galėsit išmesti – ko nedaryti ruošiant jų atsargas

Auštantis ruduo jau dovanoja gausų miško gėrybių derlių – grybų kepuraitės pamažu užkloja ne tik samanas giriose, bet ir parduotuvių lentynas, kur gyventojai grybauti užsuka kone dar dažniau.
       2023-09-19 18:24:36

Nuo virusinių ligų apsaugos rankų plovimas: kaip taisyklingai jas plauti?

Įsibėgėjant rudens sezonui, vis sparčiau auga rizika susirgti virusinėmis ligomis kaip gripas ar koronavirusas. Vienos geriausių apsaugos priemonių – tai imuniteto stiprinimas ir skiepai, tačiau „Eurovaistinės“ vaistininkė Toma Gečienė išskiria ir kitą, dažnai pamirštamą priemonę – higienos laikymąsi.
       2023-09-19 11:26:54

Gyventojų siaubas – kas valandą šalyje užliejama bent po vieną būstą

Viena iš dažniausių būsto žalų priežasčių yra užliejimai, su kuriais gyventojai susiduria kiekvieną dieną. Remiantis „Lietuvos draudimo“ duomenimis, kasdien šalyje yra užliejama vidutiniškai po 28 būstus.
       2023-09-18 12:33:43

Soros – ateities augalai, maistingumu lenkiantys javus?

Jungtinių Tautų Generalinė Asamblėja 2023 metus paskelbė tarptautiniais sorų metais (IYM 2023). #IYM2023 siekiama kalbėti apie sorų naudą mitybai bei sveikatai ir jų tinkamumą augti nepalankiomis ir kintančio klimato sąlygomis.
       2023-09-17 15:42:18

Kaip atlikti nepriekaištingą makiažą su vos keliomis priemonėmis

Be makiažo nė dienos neįsivaizduojantys žmonės dažniausiai savo kosmetinėse turi begales produktų. Visgi, nors neretai kyla pagunda pirkti naujus produktus, savo grožio rutiną paįvairinti galima ir su jau turimais produktais.
       2023-09-17 14:25:43

LNDT pristatys naują Yanos Ross spektaklį „Apmąstant omarą“

Pastaruoju metu retai Lietuvoje spektaklius statanti ir su septyniais kitais menininkais savo vadovavimo kadenciją Ciuricho teatrui (Schauspielhaus Zürich) baigianti Yana Ross rugsėjo mėnesį žiūrovus pakvies į premjerą „Apmąstant omarą“ Lietuvos nacionalinio dramos teatro Mažojoje salėje.
       2023-09-15 15:43:53

Maistas ir medžiotojai veja laukinius gyvūnus į kelius – artėja aktyvumo pikas

Ruduo – kone klastingiausias laikotarpis vairuotojams. Po vasaros į gatves sugrįžta didesni eismo srautai, ilgėja tamsusis paros metas, padažnėja krituliai.
       2023-09-15 10:50:38

Dirbtinį intelektą pasitelkia ir finansiniai sukčiai – nepraraskite budrumo

Dirbtinis intelektas (DI) sparčiai skverbiasi į pačias įvairiausias gyvenimo sritis – šiandien jis pasitelkiamas ne tik surinkti informaciją ar parengti dokumentus, jau pasigirsta ir kalbų apie mėginimą DI įdarbinti įmonės vadovais ar fondų valdytojais.
       2023-09-15 10:42:37

Vos 25 centai už kilogramą bulvių garantuos gardžius ir pigius pietus

Savaitgalis daugeliui yra tas metas, kai atsiranda daugiau laiko apsipirkimui ir galima neskubant įsigyti ne tik kasdienių maisto produktų, bet ir ilgo galiojimo prekių.
       2023-09-14 16:23:33

Dizainerė pataria, kaip įrengti studento būstą turint nedidelį biudžetą

Jaukaus ir praktiško studento būsto įrengimui didelių išlaidų tikrai neprireiks. Dažnai pakanka tik kūrybiškumo ir kelių detalių, kad sukurtumėte patogias gyvenimo sąlygas.
       2023-09-14 16:12:10

Stabligė – kaustanti liga

„Prevencija netūrėtų būti pakabinta tik ant sveikatos priežiūros sistemos, šeimos gydytojų komandos, bet mums reikėtų pasidalinti šia atsakomybe su socialiniu sektoriumi ir visuomenės sveikatos biurais“, – teigia šeimos gydytoja Jolanta Sauserienė.
       2023-09-14 16:08:17

Dirbti ar nedirbti sulaukus pensinio amžiaus?

Atrodytų, kad atsakymas aiškus – tie asmenys, kurie uždirba mažiau ir kurių laukia mažesnės pensinės išmokos, turėtų dažniau pasilikti darbo rinkoje sulaukę pensinio amžiaus.
       2023-09-13 18:49:13

Blokuojami 53 IP adresai, kuriais pasiekiami Rusijos propagandiniai kanalai

2023 m. rugsėjo 13 d. Lietuvos radijo ir televizijos komisija (toliau – LRTK) priėmė sprendimą blokuoti 53 IP adresus, kuriais sudaroma galimybė žiūrėti Lietuvos Respublikoje draudžiamas transliuoti pagrindines Kremliaus propagandos televizijos programas.
       2023-09-13 10:13:23

„iPhone 15“ serijos įrenginiai: tokią laisvę „Apple“ duoda retai

Rugsėjo 12-tąją, antradienį technologijų milžinė „Apple“ surengė laukiamiausią metų renginį – tiesioginėje transliacijoje pristatė naujausius įrenginius. Jame „iPhone“ gerbėjai pagaliau galėjo išvysti ir netrukus rinkoje pasirodysiančius 15 kartos išmaniuosius telefonus.
       2023-09-12 13:34:22

Ekspertas apie dirbtinio intelekto įrankius verslui: leisti?

Nors aplink apstu pavyzdžių, kaip dirbtinis intelektas (DI) padeda sukurti sėkmingą reklaminę kampaniją, pameta gerų idėjų verslo plėtrai, duoda rekomendacijų, kaip sutrumpinti darbuotojų priėmimo į darbą procedūras,
       2023-09-12 13:31:25

Atsisakius šio įpročio, jūsų telefono baterija tarnaus gerokai ilgiau

Neretai širdis nukrenta į kulnus, kai ne laiku ir ne vietoje išsikrauna išmanusis telefonas. Ar tai nutiktų lankantis svetimoje šalyje ir neturint navigacijos, ar stovint eilėje prie kasos be mokėjimo kortelės – nerimą pajunta dauguma.
       2023-09-12 11:10:08

Kaip sutaupyti gaminant maistą ant kaitlentės? Kas padidina sąskaitas

Rudenėjant maisto gamyba nuo grilio vėl grįžta į namus. Ant kaitlentės vis dažniau atsiduria troškiniai, sriubos, pradeda virti obuolienės. Kaip pasirūpinti, kad dėl to neišaugtų elektros energijos sąskaitos?
       2023-09-12 11:05:24

Knarkimas ne tik pablogina gyvenimo kokybę, bet ir turi įtakos sveikatos būklei

Su knarkimo epizodais susiduria beveik visi žmonės ir tai dažnai būna normali organizmo būklė, nebūtinai signalizuojanti apie sveikatos sutrikimą.
       2023-09-12 10:59:33

Internete išsaugote savo mokėjimo duomenis? Kodėl geriau to nedaryti

Kiek daugiau nei 60 proc. 16-74 metų amžiaus Lietuvos gyventojų bent kartą per pastaruosius 12 mėn. pirko prekes ar paslaugas internetu, rodo naujausia Valstybės duomenų agentūros statistika.
* Skelbiamos įvairių šaltinių naujienos, todėl už jas neatsakome. Kai kurie teiginiai gali nesutapti su www.tvnaujienos.lt nuomone. Neatsakome už vartotojų komentarus.