Комментарии 72
Но кажется, есть одно применение: майнинг. Не удивлюсь, если появится первая криптовалюта, которую можно майнить только на квантовых процессорах… ну и дальше вы сами знаете.
Так сходу непонятно зачем они могут быть нужны.
Если брать интернет, то пионерами технологий долгое время был порно бизнес. Может 64К "видосы" замутят, с интерактивным зумом, 5D, и всё такое?
Угу. А так же сервисы по взлому аккаунтов, почты и сайтов.
так больше 8к даже теоретически не нужно, тем более процесс стопорится не объемом трафика, а дисплеями.
Криптография. Квантовые ключи и подписи.
Врятли. У меня на компе нет ничего такого, потерю чего я бы сильно оплакивал. На банковских картах много денег никогда не храню. Потерю почтового ящика пережил бы. Думаю, что у большинства обывателей такая же история.
А вы у нас один в этом мире? А банки с их чувствительной информацией, а военые, а тайна переписки для иных граждан/организаций требующих защищенную(неломаемую) передачу данных. Мир большой, друг.
Или вот другой вам пример напрямую с вами связанный. У вас есть счет в банке, да? Вы не держите там много денег, но все-таки держите. Хотели бы вы, что бы межбанковские переводы по вашим счетам были неломаемо защищены квантовыми ключами? Думаю да. Или нет-таки? Несмотря на ваш банковский негилизм.
Всё это не помешает злоумышленникам взять кредит от Вашего имени. А это, как минимум, нервотрёпка.
Где вы прочитали про домашние условия? Говорится о "доступных", а не о домашних. Под доступными понимается что любой институт с необходимым оборудованием может это себе позволить, а не только коммерческие мегакорпорации. И уж точно не имеется в виду что это может себе позволить рядовой "домашний" пользователь.
Квантовые вычисления могут сильно ускорить некоторые виды перебора во всяких научных задачах, так же они могут ускорить обучение нейронных сетей. Так что в продакшене они нужны разве что для криптографии.
Не-не, квантовые вычисления применимы к очень узкоспециализированным задачам на данном этапе развития и к криптографии - это передовая нынче область применения. То есть ваша мессага в телеграмме, может быть упакована в неломаемый квантовый конверт и после распоковки получателем, прочитана им в обчном традиционном бинарном формате.
Заменить традиционную бинарную математику квантовая матеша пока не может, не развилась пока технология. Ну некоторые узкие задачи решает, как нашумевший эксперимент Гугла в 2019, но это очень узкие задачи. В этом их можно сравнить с нейро-сетями, которые работают в режиме узкоспециализированных треноревок на определенные задачи, но и те ушли далеко вперед в сравнении с квантовыми вычислениями. У квантовых вычислений физические препятствия, но прогресс идет по тиху. У нейро сетей прогресс более быстрый.
Естественно создатели имеют определённое виденье своего творения и пытаются сказать для чего это нужно. Но бывает что они ошибаются, а затем польза всплывает через несколько десятков лет совсем в другой области, где никто даже предположить этого не мог.
Учитывая возрастающую сложность битка, последний миллион придется домайнивать на них.
Первая и основная на данном этапе цель - это осуществление шифра для передачи уже обычных сообщений. Такой квантовый ключ не взломать, поэтому можно гарантировать реальную тайную переписку, обмен чувствительными данными, банковские переводы и тому подобное.
Короче говоря ваше тайное сообщение упаковывается в такой квантовый конверт, а потом получатель распоковывает его своим квантовым ключем, но уже читает в привычной бинарной форме.
Говорить о замене традиционных вычислений пока еще очень рано. Ибо те успехи более мощных квантовых систем, как у Google, подходят только для узкоспециализированных задач. А вот, как слой для инкапсуляции традиционного пакета данных в зашифрованный конверт и его последующая передача по квантовым сетям(уже реализованных) - это авангард коммерциализации квантовых технологий на данном этапе.
Да кстати, я тоже не припомню упоминание квантовых процессоров при передачи данных по квантовым сетям - эти шо нашумели, китайские и другие. Однако подозреваю, что там связь есть на фундаментальном уровне, просто прикладные девайсы немного по-разному реализованы.
Пусть знатоки поправят, а то я сам лично уже запутался. А поднимать информацию ради покомментить неохота.
Задача дискретного логарифмирования, а также задача факторизации, которые лежат в основе атак на известные асимметричные криптосистемы, решаются с полиномиальной трудоёмкостью на квантовом компьютере. Это фундаментальный результат Шнорра. Это означает, что при наличии квантового компьютера с достаточным количеством кубит все эти криптосистемы находятся в группе риска. Именно по этой причине в нестоящее время интенсивно развивается такое направление как постквантовая криптография. В рамках постквантовой парадигмы предполагается конструирование криптосистем, атаки на которые сводятся к решению NP-полных задач, например. Надо только помнить, что силовая атака (исчерпывающий перебор) может быть относительно эффективно реализована при помощи квантового алгоритма Гровера. Иными словами, объём перебора можно сократить приблизительно в корень квадратный из мощности пространства возможных решений.
Описался. Результат Питера Шора. https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Шор,_Питер
Поступают в продажу, но цену я так и не увидел.
А если говорить серьёзно, то точность в 99,9% - это несерьёзно. Как говорится, "for training purposes only"
Если бы было серьёзно, то вояки уже купили бы их процессоры вместе с ними. Похоже на бодрый стартапный хайп.
что они могут и для чего созданы?Присоединяюсь к вопросу. А то в статье он даже не поднимается.
Из практически полезных задач, наверное, только генерацию истинно-случайных чисел.
А так это скорее как стенд для разработки, отработки потенциальных интеграций, обучения инженеров и т.д. Многие крупные компании сейчас "присматриваются" к квантовым вычислениям и вполне могут заказать себе парочку таких чипов "чисто попробовать" - для них это копеечная инвестиция, а если квант. компьютеры "взлетят", то такая инвестиция окупится на 500%, т.к. уже будет нужный опыт. Соответственно, если это чисто "поиграться", то на 5-и кубитах, кажется, можно попробовать, например:
строго просимулировать атом гелия, 5-и кубит должно хватить (вроде) - задача из квантовой химии, интересна всякой Биг Фарме и металлургам
факторизовать число меньше 10 (вроде 5 кубит хватит) - интересно всяким воякам
запустить алгоритм квантового машинного обучения на данных "Ирисы Фишера", там как раз 4 признака, а тут аж пять кубит - для всяких ИИ и вообще всех, кто занимается машинным обучением
попробовать оптимизировать маршрут курьера (правда не знаю, наверное всего 3 точки влезут в 5 кубит) ну или распределние товаров по складам - задача, критичная для логистических компаний
попробовать выбрать оптимальный портфель из 5 акций - для всяких банков
Вообще, если кракто, то это задачи комбинаторной оптимизации, факторизации, симуляции квантой физики - там молекулы и атомы, а также машинное обучение.
Вы похоже понимаете что-то в прикладные квантовых вычислениях. Может, напишите статью на хабр? Было бы интересно. Я вот пока не понимаю, какие вообще прикладные задачи можно решать на квантовых процессорах, и почему они решаются на них эффективнее, чем на обычных процессорах.
Сопроцессор который очень быстро решает системы некоторых уравений. Поскольку основан на физических процессах то в первую очередь это уравнения которые описывают физическую реальность, давольно банальные, но есть фундаментальное преимущество - размерность уравнений (логичкие вычисления ставит в тупик экспоненциальный рост размерности, размерности доступные квантовому компьеютеру гораздо выше). Фундаментальная "не 100% точность" (состояние это вероятность) при этом пугать не должна, она все равно будет больше чем если решать апроксимациями на программируемых логических процессорах/контроллерах. При том что большинство полезных задач (нелинейные системы уравнений) под квантовый сопроцессор решаются им не "на прямую", а все равно должно должна быть придумана неочевидная апроксимация но уже системами "квантовых" уравнений - это называется поиском квантового алгоритма.
Из практически полезных задач, наверное, только генерацию истинно-случайных чисел.
Вот это как раз частое заблуждение. Квантовых ГСЧ много разных (и уже недорогих), но они не имеют отношения к квантовым компьютерам.
Если на пальцах, то квантовый ГСЧ — это про подбрасывание монетки. Только поведение монетки не просто трудно предсказуемо, а абсолютно случайно по законам квантового мира. А еще мы знаем, что монетка ровно одна: это квант, минимальная порция чего-то.
А квантовый компьютер — это про альтернативное пространство для вычислений: состояние квантового бита — не два числа, а точка на сфере; состояние нескольких битов живет в еще большей размерности, в которой можно неплохо решать кое-какие задачи.
А сколько кубитов нужно, чтобы взломать биткоин-кошелек?
20 миллионов примерно. Ну это взлом RSA с длиной ключа 2048. Про кошелек точно не знаю, думаю порядок тот же. Ну или можно просто MIM атаку замутить так как трафик шифруется тем же RSA. Если допустить, что у нас есть Quantum Random Access Memory (пока есть лишь концепты, рабочего прототипа вроде нет), то можно взломать имея всего около 15 твсяч кубит, правда надо несколько миллионов ячеек qRAM. В общем порядок цифр примерно такой.
Из практически полезных задач, наверное, только генерацию истинно-случайных чисел.
Так себе практическая задача. Во-первых, это значительно легче делать и без квантовых компьютеров, во-вторых, зачем нужно столько истинно-случайных чисел, чем псевдослучайные не угодили?
Поэтому я написал, что это скорее стенд для разработки. Потому что на нем нельзя сделать ничего такого (кроме генерации истинно случайных чисел), чего нельзя было бы сделать на классическом компьютере. Классические компьютеры сегодня без проблем могут точно (с той лишь разницей, что в классическом будет псевдо-рандом) просимулировать квантовые компьютеры примерно до 32 кубит, дальше будут проблемы с тем, что вктор состояния просто перестанет в память влезать, да и операторы станут слишком толстые (матрицы из комплексных чисел с размерностью 2^32 x 2^32 это уже очень толсто по памяти). После 32 кубит тоже можно симулировать, ну уже не прямо, а применяя трюки типа tensor-networks. И так примерно до 63-64 кубит. Лишь после 64-65 кубит симуляция сегодня уже кажется невозможной, это как раз предел сегодняшних квантовых компьютеров. Наверное после 100 кубит симуляция уже точно будет невозможна, но сегодня таких компьютеров нет. А реально полезными квантовые компьютеры станут примерно после 500-1000 физических кубит и то, лишь для узкого круга задач.
Компьютер на его основе выполнил специфические расчеты, на которые у обычного ПК ушли бы тысячи, если бы не десятки тысяч лет
Можно хоть один пример специфичного расчета? Эти расчеты - это не математика что ли?
Обычно квантовые процессоры упоминают в связке с криптографией. Всё же удобно перебрать сразу спектр доступных значений, вместо перебора в цикле.
Любая NP-полная задача. Задача об упаковке рюкзака, например. В общем виде (без ограничений на числа из набора). Если в наборе N чисел, то на классическом компьютере для отыскания решения необходимо выполнить (2^N)-1 опробований, а на квантовом при помощи алгоритма Гровера - около (2^{N/2})-1 опробований. Так что выигрыш не очень существенный. Но для некоторых задач строго доказано, что за счёт применения специализированного квантового алгоритма решения выигрыш может быть существенным. Таких задач известно две: задача дискретного логарифма и задача факторизации.
Все пишут, что квантовые вычисления более быстрые. Сколько нужно кубитов, чтобы считать быстрее чем современный двухпроцессорный сервер средней ценовой категории?
Точность работы кубита в новом чипе составляет 99,9% — по мнению создателей технологии, этого вполне достаточно для решения большинства вычислений.
Практически реакция Intel после того, как обнаружили ошибку деления в процессоре Pentium.
Какая криптография? Пока ещё ни кто не знает как заставить квантовые процессоры выполнять ЛЮБЫЕ вычисления. На них могут, пока ещё считать, очень очень узкий круг математических задач. Правда очень быстро. Нет нормального ПО для работы с ними. Нет компиляторов.
А любые и не нужны. Каждой железке - своя задача. С 50х по 90е программировали вообще без компиляторов. Препятствий не вижу. Сложнее понять вообще что это за штука такая.
ЗЫ. Погрузился в тему, на самом деле есть куча языков https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B5_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5
Языки то есть. Но это просто языки, абстрактные. Они не реализованы. Как бы обьяснить. Их не возможно присобачить или как то впихнуть в квантовый процессор. Тем более что каждая организация их лепит по своему разумению. Стандартов нет. Невозможно в дизельный двигатель просто взять и поставить карбюратор, он там не будет работать.
Да вы объясняйте как программист программисту. Тут поймут.
Множество языков было и на заре обычных компьютеров. Иногда странных, иногда эта странность была вызвана ограничением по ресурсам (форт и его стековая постфиксная запись).
Чем Вас не устроили текущие языки, специально созданные для квантовых вычислений? При текущем количестве кубитов, они могут быть описаны графическим способом, либо библиотеками, либо теми языками что в вики выше. Вот на хабре пример: https://habr.com/ru/company/yandex/blog/510054/
Они меня устраивают. Просто вы меня не понимаете. Вот есть язык, допустим питон. Он (допустим) работает на PC x86. Предположим, что его нет для архитектуры RISC-V. А у вас RISC-V. Предположим, что я купил квантовый процессор. Как мне его использовать? Придётся строить вокруг него что то своё. И язык свой.
Из того, что я прочитал в комментариях, становится очевидно, что даже на хабре большинство не представляет себе что такое квантовый компьютер, и для чего он нужен
Все сводится примерно к "а насколько он быстрее моего ПК, как быстро майнит битки и в какие на нем можно игоры играть?"
Думаю, в такие статьи надо ставить дисклеймер с краткой информацией по квантовым вычислениям, иначе для многих это совершенно неинформативный материал
Так в итоге, "что они могут и для чего созданы" ? В статье много воды, а на поставленный в заголовке вопрос ответа нет.
Как насчёт создания видео с криптозащитой которая подтверждала бы оригинальность записи с определённого устройства? В условиях подделок нейросетями и фотореалистичных рендеров, скоро станет необходимостью подтверждать что это снял именно ты, а не вбросил фейк.
Фигня. Если речь идёт о консенсусе POW, например для биткойна, то максимум, что можно сделать - это повысить эффективность поиска решения за счёт квантового алгоритма Гровера. А он даёт выигрыш в корень квадратный раз из мощности пространства. Если используется SHA256, то это будет O(\sqrt{2^{256}}), что в общем-то ничего не даёт в практическом отношении и более того, легко «лечится» заменой SHA256 на SHA512, например. Так что владельцы квантовых компьютеров - легкого бабла вам не видать!
Сомневаюсь что на квантовом процессоре, в данный момент, воабще возможно посчитать sha256. Может когда то в будущем.
В качестве фантазии. Не исключаю, что возможна гибридная реализация, где некоторая часть будет имеет классическую архитектуру фон Неймана, а другая часть, для которой существенна суперпозиция состояний в контексте достижения эффекта квантового параллелилизма, будет уже воплощена на основе квантового процессора. Это такой разумный подход. Не понятно пока насколько он себя оправдывает.
Вообще очень рекомендую вот эту книжку https://biblio.mccme.ru/node/1547
Мои дилетантские пять копеек в тему, условно назову ее "а Вам-то это зачем?.." Начну с того, что не успел еще толком привыкнуть к тому, что бумага для проектирования стала больше не нужна и надо верить тому, что представлено в файлах в виде трехмерного образа объекта из элементов и их свойств, в котором работают все одновременно, равно и как к тому, что то, что минуту назад было проверено и готово к отправке вдруг оказывается "временно недоступно", чего не случалось ни с бумагой ни с файлами из САПР, к тому, что все это дико сложно, дико дорого, дико некогда осваивать но - в "сухом остатке", даже со всеми издержками внедрения и глюками работающего, скорость работы с изменениями в BIM и возможности визуализации с иммерсивными средствами взаимодействия - с объектом, с проектной моделью, просто фантастичны по сравнению со всем, с чем я имел дело все предшествующие 35 лет работы. Я едва успел приучить себя к тому, что в отличие от того, что раньше, хотя бы 15 лет назад, сделав (или получив) расчет конструкции, или гидравлики, надо было запустить расчет в другом комплексе и с другим исполнителем, и худо-бедно самому как-то проверить выборочно результаты, по формулам, по аналогам, поглядеть в расчеты обоих сторон, аудитора и аудируемой стороны, а теперь - алгоритм расчета проверке практически не поддается и применение ПО - это больше вопрос веры в исходные данные для расчета и в репутацию самого исполнителя, применяемого им ПО и в актуальность обновлений, и по-другому никак - и все это тоже требует куда бОльших вычислительных и организационных ресурсов, чем работа с логарифмической линейкой и таблицами Брадиса, но эта навороченная техника творит чудеса производительности и точности, когда, едва задав разбивочную сетку, можно сразу получить и рабочие чертежи и даже спецификации и даже стоимость и график работ, если здание простой конфигурации и является аналогом того, что уже реализовано. Едва прошли когнитивный диссонанс и недоверие, вызванные тем, что на изыскания для реконструкции вместо бригады геодезистов появляется человек с наземным лазерным сканером и коптером, а результат его работы - это уже не кроки и не схемы теодолитных ходов, и не обмерочники, а это облака точек с координатной привязкой, близкой к геодезической точности, правда, объемом в десятки, если не сотню, миллиардов точек, и считается все это хотя бы несколько часов на хорошем компе, после чего пока еще, и это так, это правда, наступает звездный час человеческой востребованности, а не AI пока еще - для корректного переноса этого всего полученного и распознанного в BIM-модель. И за всеми этими испытанными ощущениями внезапного диссонанса реального с привычным приходит понимание того, что для большого класса объектов замена автоматизированного проектирования автоматическим, как и полностью роботизированная стройка, является неизбежным и не таким отдаленным чудом, как кажется, даже при всех загвоздках бюрократического и традиционалистского генезиса. Понимая, что все объекты "сажаются" на ИСОГД, что бюджетные сдаются по правилам, определяемым настройками системы гоззакупок, надо видеть объемы вычислений, сроки их обработки которые стоят за всеми этими благими пожеланиями, и, в том числе теми самыми pia desideria, которыми надо так распорядиться, чтобы пройти по лучшим из возможных развилок мощеного ими пути. Это будут большие объемы вычислений, большие объемы валидации действий, распознавания и регистрации объектов разного класса, где ради оперативности и стомости вычислений вполне можно потерпеть и 85-процентную обеспеченность достоверности результата, заменяя один расчет сериями быстрых вычислений. И, наверное там пригодятся квантовые вычисления.Моя уверенность в скорой доступности и востребованности этой технологии, больше интуитивна, чем осознана аналитически. Вспоминаю то свое недоумение, когда, едва освоив в 88-89 гг. Автокад (почти совсем плоский тогда еще, хотя и с выдавливанием, работавший под MS DOS'ом), и похвалившись возможностью быстро обсчитать объемы конструкции, я услышал от своего много более старшего коллеги из отдела САПР сентенцию о том, что скоро можно будет задать конструкцию трехмерным объектом с физическими свойствами каждого его элемента, вплоть до одного арматурного стержня, выполнять конструкционные расчеты, поскольку технические возможности вычислительных мощностей прогрессируют, и еще - что не кремнием единым все это будет обеспечено. Честно говоря, я тогда подумал на известные мне, в меру доступного, пневматические вычислители и другие ЦАП-АЦП (не путать с "цап-царап", хотя Джексон с Вэником долго мотивировали и на это прегрешение), и на избыточный оптимизм коллеги, и, наверное, первый раз усомнился в его компетентности, но мой опыт тогда не смог увязать в одно целое закон Мура, перспективы развития техники и соотношение возможностей и размеров машинного зала САПР, и того настольного IBM PC AT286i с перьевым плоттером - "инструментом Хьюстона", за которым довелось встретить первую "цифровизацию" проектирования. Ну, так вот они и пришли за нами, эти кубитовые процессоры, за теми, кто думал "не сегодня". Главное, мне кажется, хотя бы теперь не воспроизводить поколенческую ошибку, воспринимая новшество как что-то фантастическое или как удел энтузиастов экзотической техники, а готовить ниши, полноценные технологические ниши или кластеры к применению этой технологии вычислений. Я чувствую себя примерно так же, как та самая собака, которая, кажется, определенно знает, чем пахнет и даже - где, но только не может это сказать, равно как и решить заранее, что с этим знанием делать, но у меня есть определенное ощущение, что эти процессы, основанные на квантовых вычислениях вполне могут успешно поработать в машинном обучении, например, в распознавании и классификации самых разных объектов, создаваемых облаком точек, могут вести сложную систему кодификации объектов по распознаваемым признакам, обрабатывая массивы со скоростью, недостижимой для техники, работающей в двоичной системе счета. Мне кажется, что задачи проверки коллизий моделей сложных объектов, реализуемые в среде кубитовых вычислений, будут решаться со скоростью, ограничиваемой только скоростью связи и конвертации заданий и результатов анализа из "теплой" техники в квантовую и обратно, решая при этом задачи 6D-BIM по умолчанию, так как при такой производительности вычислений, как в квантовых системах, даже в сложных комплексных моделях капитальных объектов процессы обработки операций со всеми имеющмися количествами параметров каждого элемента, от его геометрии до расчетных свойств, стоимости и наличия в комплекте поставки, конечно при определенных условиях налаженного плана коммуникаций сторон проекта, и при наличии продуманной технологии обработки данных, могут решаться в режиме реального времени. (По субъективным ощущениям, это не представляется невозможным - а при современной стоимости мобильных технологий и вычислительной техники, возможности работы с виртуальными графическими системами, плюс с той концентрацией возможностей, которая уже доступна на определенных технологических площадках, и это не представляется невозможным в большей степени, чем, например, было невозможно в 94 году в досовом автокаде делать проекты коттеджей в трехмерном представлении, прямо при заказчике меняя и оговаривая будущий внешний вид объекта, сохраняя варианты ему и себе и при этом работать из дома, за неимением прежнего места работы - нетипично, тогда, как коллеги в основном предпочитали кульман, да, но не невозможно отнюдь.)
Вероятно, и методики расчетов конструкций, расчетов гидравлики, термодинамические расчеты тоже будут принципиально изменены квантовой средой вычислений, поскольку все современные методы расчета всегда оптимизировались под существующие на рынке вычислительные возможности, под их пределы и стоимость. Это касается не только расчетов физики и механики тел и сред. Можно будет проектировать системы управления и диспетчеризации, основанные на непрерывных расчетах транспортных потоков, которые могут быть реализованы в режиме реального времени, и на цифровом двойнике отрабатывать и регулировать нагрузки на транспортные магистрали, работая с ними примерно, так, как работают мышцы и нервная система живых организмов. Примерно в том же ключе видится будущее управления сложными энергосистемами, в том числе таких, как Smart Grid с активными потребителями. Можно предвидеть индивидуализацию управления агрегатами ветропарков на базе мащинного обучения "поведению" режимов работы на основании анализа локальных данных измерения ветровых потоков средствами радиолокационного и лазерного зондирования и прогнозов - это большие вычисления, требующие хорошей производительности. Etc. Самое интересное во всем этом, мне кажется то, что еще придется привыкать и к этому тоже, и что случится это в горизонте ближайших 10-12 лет. Надеюсь..
Собственно, вижу такие варианты экспериментов с данным компьютером - расшифровать в режиме онлайн видеоконференцию, проходящую через сервер с поднятым SSL, канал, видео, сжатое через H.264, например.
Недавно писали про бэкдоры в 2g и 3g, было бы интересно расшифровать хотя бы звук, передающийся при звонке через 4g (да-да! Я в курсе, что в большинстве городов России при звонке, телефон переходит на 3g, до сих пор сетей именно звука 4g очень мало).
Ну и было бы интересно посчитать какую-нибудь 5-мерную графику на таком процессоре) хотя бы небольшую сцену)
Всем всего Хорошего!
Квантовые процессоры поступают в продажу: что они могут и для чего созданы?