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
       2023-02-07 17:26:49

Išmaniųjų elektros skaitiklių keitimas: ką būtina žinoti

Bendrovė „Energijos skirstymo operatorius“ (ESO) diegia išmaniuosius elektros skaitiklius, leidžiančius klientams sekti detalų elektros energijos suvartojimą ir pamiršti būtinybę nurašinėti skaitiklių duomenis.
       2023-02-07 17:07:43

Marius Ivaškevicius nepasiduoda: "Išvarymas-2. Imperija kontratakuoja"

"Šįkart apie teatrą. Lietuvos nacionalinį dramos teatrą, kuriame man teko garbė dirbti kelerius pastaruosius metus. Kadangi esu iš jo atleidžiamas, noriu pasidalinti savo įspūdžiais. O taip pat mintimis, kokią matyčiau jo ateitį." - taip pradeda savo pasakojimą Marius Ivaškevicius.
       2023-02-07 17:01:46

LNDT darbą baigs dramaturgas Marius Ivaškevičius

Po dvejų metų veiklos, darbą Lietuvos nacionaliniame dramos teatro dramaturgo pozicijoje baigs Marius Ivaškevičius. Pasikeitus teatro kūrybinės veiklos krypčiai ir pradėjus dirbti naujiems meno vadovams, dramaturgo pareigos tampa perteklinės.
       2023-02-07 13:49:22

Jus jau apgaudinėja ir dirbtinis intelektas: 5 patarimai, kaip apsisaugoti

El. laiškai apie paveldėtą Afrikos princo turtą ar neva avariją sukėlusį anūką jau seniai yra tapę sukčiavimo klasika. Tačiau pastaruoju metu internete atsiranda naujos kartos apgavystės, kurioms nusikaltėliai pasitelkia netgi dirbtinį intelektą (DI).
       2023-02-07 11:03:49

Kibernetinio saugumo ekspertas ragina būti atidiems atsiskaitant internete

Vasario 7 dieną jau 20 kartą minima „Saugesnio interneto diena“, kuria siekiama atkreipti dėmesį į aktualius skaitmeninius iššūkius, skatinant saugesnį naudojimąsi internetu.
       2023-02-06 12:53:38

Policijai perduoti NATO viršūnių susitikimui įsigyti automobiliai

Rengiantis liepos 11-12 d. Lietuvoje vyksiančiam NATO šalių vadovų susitikimui, Policijos departamentas įsigijo 12 transporto priemonių. Renginio metu Lietuvos policija užtikrins oficialių svečių kortežų palydą, sklandų nestabdomą judėjimą keliuose ir jų saugumą.
       2023-02-05 18:40:48

Ministras K. Navickas: numatytos priemonės ir pagalba pieno ūkiams

Dėl ženkliai kritusių žaliavinio pieno supirkimo kainų susidariusi padėtis pieno sektoriuje bus sprendžiama keičiant teisės aktus bei kitomis reguliavimo ir pagalbos priemonėmis.
       2023-02-05 18:28:38

2022 metais vėjo elektrinės pagamino trečdaliu daugiau energijos

2022 metais vėjo elektrinių galia, palyginus su 2021 metais, išaugo trečdaliu - įrengta 370 MW galios vėjo elektrinių, o šiais metais numatomas tolimesnis plėtros augimas - prie perdavimo tinklo artimiausiu metu planuojama prijungti dar keturis vėjo jėgainių parkus.
       2023-02-03 16:41:01

Slidinėjimo sezonas: keliautojų laukia snieguotos viršukalnės ir pramogos

Nors kalendorinė žiema persirito į antrą pusę, slidinėjimo sezonas populiariausiuose Europos kurortuose dar tik įsibėgėja – kalnų entuziastai čia laukiami iki pat kovo vidurio.
       2023-02-03 16:36:40

Ar naudojate buitinę techniką protingai? Ekspertai pataria, kaip sutaupyti

Nors buitinė technika gerokai palengvina kasdienius namų ruošos darbus, nemažai žmonių nuogąstauja, kad dažnas jos naudojimas nemenkai padidins elektros sąskaitą.
       2023-02-03 16:36:20

Apie ŽIV moteris sužinojo tik pastojusi: liga vis dar gąsdina lietuvius

Daugybe klaidingų įsitikinimų apipinta žmogaus imunodeficito viruso (ŽIV) liga, Nacionalinio visuomenės sveikatos centro duomenimis, 2021 metais Lietuvoje buvo diagnozuota 121 asmeniui. 76,9 proc. naujai užsikrėtusiųjų ŽIV buvo vyrai, 23,1 proc. – moterys.
       2023-02-03 11:48:01

A. Lukošius: keisčiausios technologinės naujovės ir kam jos reikalingos?

Kiekviena naujų technologijų paroda atskleidžia dalelę ateities pasaulio ir visuomenei pristato ne tik naudingų, bet ir juoką keliančių atradimų. Nors dalis įrenginių, kurie anksčiau atrodydavo beprasmiai, dabar tapę neatsiejama kasdienybės dalimi, kai kurie iš jų taip ir liko tinkami nebent į kvailysčių muziejų.
       2023-02-02 16:00:49

„Chat GPT“ darbe – išmanus pagalbininkas ar šabloniško turinio generatorius?

Dirbtinis intelektas ir mašininio mokymosi algoritmai jau kurį laiką yra daugelio technologinių inovacijų vystymosi priešakyje, tačiau iki šiol turbūt nei vienas konkretus šios srities sprendimas nesukėlė tiek šurmulio, kiek pastaraisiais mėnesiais plačiai išbandomas ir aptarinėjamas pokalbių robotas (angl. chatbot) „ChatGPT“.
       2023-02-02 16:00:49

Susitrenkėte galvą? kada pakaks šalto kompreso, o kada skubėti pas specialistus

Tikriausiai daugelis yra nors kartą gyvenime silpniau ar stipriau susitrenkę galvą. Tačiau kartais išties sunku suprasti, kada tai rimta situacija, reikalaujanti gydytojų apžiūros, o kada pakanka šalto kompreso ir poilsio – atsako vaistininkė.
       2023-02-02 15:51:55

Dėmesio – įsigalioja nauji techninės apžiūros reikalavimai

Nuo vasario 1-osios įsigaliojo Lietuvos transporto saugos administracijos (LTSA) parengti teisės aktų pakeitimai, susiję su privalomąja transporto priemonių technine apžiūra.
       2023-02-01 18:21:29

Daržovių blyneliai – puikus būdas sunaudoti likučius ir pagaminti vakarienę

Dažnai šaldytuvo stalčiuose užsilieka kelios morkos, pusė paprikos, cukinijos ar baklažano, kurių neturime kur panaudoti. Tam gali puikiai pasitarnauti įvairių daržovių blyneliai
       2023-02-01 13:49:56

Ištyrė el. paspirtukų poveikį eismui: 1,2 mln. km mažiau kelionių automobiliais

Kol elektriniai paspirtukai laukia naujo sezono Lietuvoje, susisiekimo paslaugų platforma „Bolt“ apibendrina praėjusių metų pabaigoje 17 šalių atlikto paslaugos vartotojų tyrimo rezultatus.
       2023-02-01 13:46:42

Namo renovacija – kasdienis sutaupymas ir didesnė turto vertė

Pastebima, kad, renovavus daugiabutį namą, būsto išlaikymas tampa ekonomiškesniu, pagražėja gyvenamoji aplinka, išauga gyvenimo komfortas bei padidėja nekilnojamojo turto vertė. Paskaičiuota, kad renovavus būstą, jo pardavimo ar nuomos kaina išauga maždaug trečdaliu.
       2023-02-01 13:43:59

Lietuva pajėgi gaminti dar daugiau pigios saulės energijos, tačiau to nedaro

2022 m. Lietuvoje veikė virš 500MW saulės energijos elektrinių kuriuos sugeneruoja iki 3 proc. šalies elektros energijos poreikio. Nors jau artimiausiu metu šią rinkos dalį galima dar daugiau išplėsti, energetikos ekspertų teigimu, atsinaujinančių energetikos šaltinių potencialas užstringa ministerijos ir rinkos dalyvių interesų skirtumuose.
       2023-02-01 13:41:13

Ateitis be kavos? Kokius pavojus kavos industrijai sukelia klimato kaita

Kavos mylėtojai turėtų sunerimti – kavamedžių auginimui tinkamų plotų per ateinančius 30 metų gali sumažėti perpus, rodo 2022 m. Šveicarijos mokslininkų atliktas tyrimas. Ką tai reiškia kavos vartotojams?
       2023-02-01 13:36:05

Šiuolaikiško gyvenimo būdo žala: mažas aktyvumas – kelias į sunkias ligas

Per šimtus tūkstančių metų žmogaus kūnas prisitaikė būti fiziškai aktyvus, veikti tiek uždarose patalpose, tiek lauke. Tačiau su kiekvienais metais reikia vis mažiau fizinių pastangų – nemažai darbų galima atlikti kompiuteriu, maistu pasirūpinti neišeinant iš namų.
       2023-01-31 18:44:27

Gardi vakarienė šeimai iki 5 eurų: nustebinkite apkepėle su kopūstais

Kopūstai – daugelyje sodų bei daržų randama maistinga daržovė, kurią žiemos metu mėgstama rauginti. Pasak prekybos tinklo „Rimi“ komercijos operacijų vadovės Olgos Suchočevos, kopūstai yra pigi daržovė, tinkanti tiek salotų, tiek įvairių troškinių bei sriubų gaminimui.
       2023-01-31 18:39:20

Paslaptingas gamtos sutvėrimas Lietuvoje mena dinozaurų laikus

Lietuvoje atrasta nauja vandens žuvų rūšis mokslininkams yra dešimtmečio įvykis. Tačiau brakonierių užmojų nei naujos, nei retos žuvų rūšys nekeičia. Artėjant nėgių nerštui piktadariai puikiai žino vietas, kur jų bus itin daug, mat šios ypatingos žuvys pavasarį sustoja ir susitelkia prie užtvankų, negalėdamos judėti toliau.
       2023-01-31 14:57:24

Pristatyta sugadinta prekė: ką pirkėjams būtina žinoti?

Pandemijos paskatinti pirkėjai ir toliau vis dažniau perka internetu bei renkasi bekontaktį pristatymo būdą ar kurjerių tarnybų paslaugas. Tačiau Valstybinės vartotojų teisių apsaugos tarnybos (VVTAT) specialistai pastebi – nors gyventojų pateikiamų skundų dėl pirkinių, atvežtų su mechaniniais pažeidimais, skaičius šiemet sumažėjo, dar pernai jis buvo ypač išaugęs.
       2023-01-31 11:46:39

Didelės šalies perspektyvos: lietuviai kuria visame pasaulyje žinomus lazerius

Lietuvoje pirmasis lazerio spindulys nušvito vos prieš 56 metus, o šiandien lietuviški lazeriai eksportuojami į žymiausius pasaulio mokslo ir didžiausius pramonės centrus visame pasaulyje – Europos Sąjungą, JAV, Kiniją, Japoniją, P. Korėją ir kitas šalis.
       2023-01-31 11:36:08

Neįtikėtina vestuvinių žiedų istorija

Vestuviniai žiedai jau daugelį amžių yra meilės ir įsipareigojimo simbolis, o jų dizainas ir simbolika ilgainiui keitėsi. Nuo senovės civilizacijų iki šių laikų vestuvinis žiedas buvo svarbi vestuvių ceremonijų ir tradicijų dalis.
       2023-01-31 11:32:47

Novatorius pataria: kaip išsirinkti tinkamą automobilį?

Prekybos rinka priklauso nuo ekonominės situacijos bei gyventojų pajamų ir išlaidų. Šiuo metu situacija sudėtinga – specialistai vis garsiau kalba apie ekonomikos sąstingį, ragina susilaikyti nuo nebūtinų, didelės vertės pirkinių, tarp kurių – ir automobiliai.
       2023-01-31 11:25:46

5 praktiniai patarimai norintiems sutaupyti – ar namuose neeikvojama energija

Vis didėjančios sąskaitos už elektrą – svari priežastis ieškoti praktinių būdų, kaip sutaupyti. Tačiau kodėl sąskaitos nemažėja net ir pakeitus savo elektros suvartojimo įpročius?
       2023-01-31 11:22:06

Moksleiviai ateityje turės mokėti ne tik gimtąją ir užsienio, bet ir IT kalbą

Lietuvoje visi moksleiviai nuo 16 metų ir studentai naudojasi internetu, 99,7 proc. iš jų tą daro kasdien, rodo Valstybinės duomenų agentūros skaičiavimai. Populiariausios jaunimo veiklos yra skambučiai internete, socialiniai tinklai, vaizdo medžiagos žiūrėjimas, bendravimas susirašinėjimo programėlėmis.
       2023-01-30 18:35:43

Ką reikėtų žinoti prieš keliaujant į kalnus: reikalavimai ir dažniausi pavojai

Kai Lietuvoje žiema apie save primena tik epizodiškai, sniego ir su juo susijusių pramogų išsiilgę žmonės vis dažniau patraukia į kalnus. Neretam tokios išvykos į užsienyje įkurtus ir, atrodytų, šalia debesų besidriekiančius slidinėjimo kurortus, yra ilgametė tradicija.
* Skelbiamos įvairių šaltinių naujienos, todėl už jas neatsakome. Kai kurie teiginiai gali nesutapti su www.tvnaujienos.lt nuomone. Neatsakome už vartotojų komentarus.