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
       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.
Daugiau naujų naujienų
       2021-12-06 16:38:36

10 priežasčių, kodėl knyga – geriausia dovana ir rekomendacijos, ką dovanoti

Laikas pakalbėti apie dovanas? Juk artėja gražiausios metų šventės! Šis tekstas orientuotas į Kalėdas, tačiau jis universalus ir daugelis patarimų bei rekomendacijų tiks bet kokia proga.
       2021-12-06 16:35:02

Saulės elektrinių klausimams – dedikuota ESO telefono linija

Augant gyventojų susidomėjimui ir siekiant suteikti aiškią ir kokybišką informaciją saulės elektrinių įsirengimo ir kitais susijusiais klausimais, bendrovė „Energijos skirstymo operatorius“ (ESO) pristato elektros energiją iš atsinaujinančių išteklių gaminantiems vartotojams skirtą pagalbos telefonu liniją.
       2021-12-06 16:32:03

Skirtingi, šaldytų sodo ir daržo gėrybių, panaudojimo būdai

Atėjus šalčiams metas prisiminti vasaros ir rudens skonius bei žiemai paruoštas sodo, daržo ir miško gėrybes. Šaldikliuose šlovės minutės laukia braškės, avietės, moliūgai ir įvairiausių rūšių grybai.
       2021-12-06 16:26:29

Praėjusią parą Lietuvoje registruoti nauji koronaviruso atvejai - 522

Atlikus 4091 (bendras tyrimų skaičius) tyrimus, vakar Lietuvoje registruotas naujų koronaviruso atvejų skaičius: 522. (* Pastaba: išankstiniai duomenys per kelias dienas gali pasipildyti vėluojančiais įrašais - Lietuvos statistika).
       2021-12-05 22:12:10

Viskas apie tai, ką reikia žinoti, norint atsivežti augintinį iš užsienio

Ketinantys įsigyti augintinį iš užsienio turi žinoti, kad į Lietuvą įsivežti šunį, katę ar šešką galima tik tuomet, jei jis paženklintas, vakcinuotas nuo pasiutligės ir turi tinkamus dokumentus.
       2021-12-05 22:06:56

Praėjusią parą Lietuvoje registruoti nauji koronaviruso atvejai - 1347

Atlikus 8145 (bendras tyrimų skaičius) tyrimus, vakar Lietuvoje registruotas naujų koronaviruso atvejų skaičius: 1347. (* Pastaba: išankstiniai duomenys per kelias dienas gali pasipildyti vėluojančiais įrašais - Lietuvos statistika).
       2021-12-04 13:43:53

Ieva Mackevičienė: darbas biure – nepalyginamas su darbu iš namų

Ieva Mackevičienė, skaitmeninio turinio kūrėja ir nuomonės formuotoja, šį sezoną dar ir tapusi „Lietuvos balso“ komandos nare, naujų projektų vystymui pasirinko „Workland“ pilnai aptarnaujamų biurų ir bendradarbystės erdvių centrą, įsikūrusį Vilniuje, Gedimino pr. 9, G9 prekybos centro viršutiniame aukšte.
       2021-12-04 12:50:27

Dėl Omikron atmainos griežtinamos izoliacijos taisyklės

Europoje kasdien fiksuojant naujus susirūpinimą keliančios koronaviruso atmainos Omikron atvejus, Lietuva kartu su kitomis šalimis stiprina šios atmainos stebėseną ir epidemiologinę kontrolę.
       2021-12-04 12:45:33

Praėjusią parą Lietuvoje registruoti nauji koronaviruso atvejai - 1875

Atlikus 14486 (bendras tyrimų skaičius) tyrimus, vakar Lietuvoje registruotas naujų koronaviruso atvejų skaičius: 1875. (* Pastaba: išankstiniai duomenys per kelias dienas gali pasipildyti vėluojančiais įrašais - Lietuvos statistika).
       2021-12-03 20:15:24

„Starlink“ palydovinis internetas jau Lietuvoje

Astronautikos bendrovė „Space X“ pranešė Lietuvoje pradedanti teikti „Starlink“ plačiajuosčio palydovinio interneto paslaugas – nors buvo žadėta, kad šios paslaugos Lietuvos vartotojus pasieks 2022 m. pradžioje.
       2021-12-03 13:48:43

Kepyklose – kūčiukų kepimo įkarštis: krosnys bus užgesintos tik Kūčių vakarą

30 sunkvežimių kūčiukų – tiek jų po Lietuvą pasklis vien iš kepyklos Panevėžyje, kur pastarosiomis savaitėmis krosnys negęsta net ir naktį. Išlaikyti lietuvišką kūčiukų kepimo tradiciją – itin atsakinga užduotis.
       2021-12-03 13:34:24

Nemirštanti klasika – šprotai: 4 pasiūlymai, kaip juos valgyti

Prasidėjus žiemai daugiau laiko praleidžiame namuose, tad paprastai ir gaminame daugiau. Nors besiruošdami šventėms ieškome naujų receptų, kartu atsigręžiame į tradicinius patiekalus bei nuo vaikystės pažįstamus skonius.
       2021-12-03 13:24:55

Aido Gedvilo pranešimas: „Ne automobilių taršos, o tautos kiršinimo mokestis“

Aplinkos ministerija po ilgų svarstymų, gąsdinimų ir klaidinimų, be platesnių diskusijų su visuomene, kaip jau tapo įprasta šioje Vyriausybėje, pagaliau išgrynino automobilių apmokestinimo koncepciją.
       2021-12-03 13:18:58

Paruoškite namus šventėms – buities darbai, kuriuos būtina atlikti iki Kalėdų

Gražiausias metų šventes norisi sutikti jaukiuose, tvarkinguose namuose. Todėl jau dabar verta pradėti planuoti ir ruoštis didžiajam jų tvarkymui bei švarinimui.
       2021-12-03 13:07:08

Praėjusią parą Lietuvoje registruoti nauji koronaviruso atvejai - 2040

Atlikus 17022 (bendras tyrimų skaičius) tyrimus, vakar Lietuvoje registruotas naujų koronaviruso atvejų skaičius: 2040. (* Pastaba: išankstiniai duomenys per kelias dienas gali pasipildyti vėluojančiais įrašais - Lietuvos statistika).
       2021-12-02 18:45:26

Kalėdos Panemunės pilyje

Renginio tipas: Renginys Renginio data: Trečiadienis, 2021 m. gruodžio 1 d. Renginio pradžia: 10:00 Renginio pabaiga: Sekmadienis, 2022 m. sausio 9 d. Renginio vieta: Panemunės pilis, Vytėnų g. 53, Pilies k., Jurbarko r.
       2021-12-02 14:25:59

„YIT Lietuva“ Viršuliškėse statys naują 18 aukštų verslo centrą

Vilniuje, Viršuliškių rajone, iškils naujas draugiškas aplinkai 18 aukštų „Sky Office“ verslo centras. Jo vystytoja, darnios miestų plėtros ir statybų bendrovė „YIT Lietuva“, į projektą investuos 21 mln. eurų.
       2021-12-02 14:17:24

Praėjusią parą Lietuvoje registruoti nauji koronaviruso atvejai - 1813

Atlikus 16774 (bendras tyrimų skaičius) tyrimus, vakar Lietuvoje registruotas naujų koronaviruso atvejų skaičius: 1813. (* Pastaba: išankstiniai duomenys per kelias dienas gali pasipildyti vėluojančiais įrašais - Lietuvos statistika).
       2021-12-01 16:14:10

„Litgrid“: sinchroninius kompensatorius Lietuvoje įrengs „Siemens Energy“

Lietuvos elektros perdavimo sistemos operatorė „Litgrid“ užbaigs sinchronizacijos su kontinentine Europa įgyvendinimui būtinų įrenginių – sinchroninių kompensatorių – pirkimą.
       2021-12-01 13:56:24

VRM imasi pokyčių – atsisako penkių pavaldžių įstaigų

Įgyvendinant Vyriausybės programą, vidaus reikalų ministrės Agnės Bilotaitės sudaryta Viešojo valdymo tobulinimo grupė įvertino Vidaus reikalų ministerijos (VRM) pavaldžių įstaigų vykdomą veiklą ir funkcijas.
       2021-12-01 10:45:26

Ekspertas pataria, kaip neprarasti ryšio per pūgą

Rudenį keičiant žiemai, į Lietuvą vis dažniau atklysta stiprus vėjas su sniegu ar lietumi. Kaip pasiruošti artėjant audrai ar pūgai, ką daryti stichijos metu ir ar įmanoma likti su ryšiu net dingus elektrai? Patarimais dalijasi „Telia“ Tinklo vadovas Arūnas Strolia.
       2021-12-01 10:39:59

„Netflix“ vartotojų skaičius Lietuvoje ir toliau auga

Lietuvos radijo ir televizijos komisijos (toliau – LRTK) neseniai atliktas tyrimas parodė, kad užsakomosios visuomenės informavimo audiovizualinėmis priemonėmis paslaugų platformos „Netflix“ populiarumas Lietuvoje 2021 m., palyginus su praėjusiais metais vėl augo.
       2021-12-01 10:19:53

Praėjusią parą Lietuvoje registruoti nauji koronaviruso atvejai - 1793

Atlikus 26502 (bendras tyrimų skaičius) tyrimus, vakar Lietuvoje registruotas naujų koronaviruso atvejų skaičius: 1793. (* Pastaba: išankstiniai duomenys per kelias dienas gali pasipildyti vėluojančiais įrašais - Lietuvos statistika).
       2021-11-30 12:42:43

Dovanojimo etiketas – viskas, ką reikia žinoti planuojant kalėdines dovanas

Jau įsibėgėja kalėdinių dovanų pirkimo bumas. Tačiau ruošiant staigmenas savo artimiesiems ir draugams, itin svarbu neužmiršti ir etiketo principų.
       2021-11-30 11:03:23

„Kibernetinis pirmadienis“ – proga pasitikrinti, ar apsiperkate saugiai

„Kibernetinis pirmadienis“ yra internetinė „Juodojo penktadienio“ versija, kai elektroninėse parduotuvėse skelbiamos didžiausios metų nuolaidos. Ši diena skirta ne tik išlaidauti, bet ir atkreipti visuomenės dėmesį į saugų apsipirkimą internete.
       2021-11-30 11:01:05

Naujas vardas saugesniuose „Toyota“ automobiliuose – „T-Mate“

Siekdama pabrėžti savo norą didinti transporto saugumą, „Toyota“ pristato „T-Mate“ – naują bendrą vardą, aprėpiantį visas gamintojos saugumo ir pažangių vairavimo asistentų (ADAS) sistemas.
       2021-11-30 10:58:32

Mokslo metų statistika: gerėja rezultatai, bet daugėja praleistų pamokų

Naujus mokslo metus pradėję klasėse, didžioji dalis mokyklų ir toliau tęsia ugdymą kontaktiniu būdu. Statistika rodo, kad sugrįžimas į klases paskatino geresnį žinių įsisavinimą, augo visų pagrindinių mokomųjų dalykų įvertinimų vidurkiai.
       2021-11-30 10:32:03

Praėjusią parą Lietuvoje registruoti nauji koronaviruso atvejai - 1701

Atlikus 24506 (bendras tyrimų skaičius) tyrimus, vakar Lietuvoje registruotas naujų koronaviruso atvejų skaičius: 1701. (* Pastaba: išankstiniai duomenys per kelias dienas gali pasipildyti vėluojančiais įrašais - Lietuvos statistika).
       2021-11-29 11:31:27

Stojantiesiems į aukštąsias mokyklas: ką svarbu žinoti ruošiantis stojimams?

Pagal Švietimo, mokslo ir sporto ministerijos (ŠMSM) gaires, nuo 2024 m. visi stojantieji į aukštąsias mokyklas turės būti išlaikę bent tris valstybinius brandos egzaminus: lietuvių kalbos ir literatūros, matematikos ir trečią laisvai pasirenkamą.
       2021-11-29 11:24:24

Praėjusią parą Lietuvoje registruoti nauji koronaviruso atvejai - 584

Atlikus 7273 (bendras tyrimų skaičius) tyrimus, vakar Lietuvoje registruotas naujų koronaviruso atvejų skaičius: 584. (* Pastaba: išankstiniai duomenys per kelias dienas gali pasipildyti vėluojančiais įrašais - Lietuvos statistika).
* Skelbiamos įvairių šaltinių naujienos, todėl už jas neatsakome. Kai kurie teiginiai gali nesutapti su www.tvnaujienos.lt nuomone. Neatsakome už vartotojų komentarus.