И если я чувствую кванты нутром
Dec. 5th, 2018 10:00 am![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
egovoruСудя по недавней статье Михаила Дьяконова, разработка квантовых компьютеров уверенно движется в том же направлении, что и изучение суперструн: пропасть между теоретическими моделями и их экспериментальным воплощением все увеличивается, и конца этому не видно.
Иллюстрация Christian Gralingen к статье Дьяконова в IEEE Spectrum
Автор предсказывает, что практически полезный квантовый компьютер не будет создан никогда, потому что состояние кубита описывается непрерывной функцией, а в нашем физическом мире непрерывные величины невозможно ни измерить с абсолютной точностью, ни придать им абсолютно точно заданное значение.
Наверняка среди вас, уважаемые френды, есть люди, больше меня сведующие в предмете (потому что мои сведения близки к нулю). Насколько, на ваш вгляд, оправдан такой пессимизм?
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2018-12-05 04:06 pm (UTC)Или нейтринка ?
no subject
Date: 2018-12-05 04:15 pm (UTC)ЗЫ Но рисковое.
no subject
Date: 2018-12-05 04:44 pm (UTC)Модели с нечеткой логикой известны давно. Ну и тут то же самое. Да, нет, примерно так
no subject
Date: 2018-12-05 05:42 pm (UTC)no subject
Date: 2018-12-05 07:32 pm (UTC)no subject
Date: 2018-12-05 10:20 pm (UTC)- Аргумент странный. Или я что-то не понимаю о контексте, где этот аргумент употреблен.
А по сути вопроса ответа твердого пока нет.
1. Многие работают по этой теме и верят искренне в успех.
2. Кое-кто просто выколачивает деньги, не до конца веря.
3. Кое-кто из больших специалистов открыто сомневается в возможности создания достаточно надежных квантовых компьютеров.
Пункт 2 существует за счет того, что в настоящее время квантовые компьютеры - дело политическое и часть современной гонки вооружения, которая теперь покоится на трех китах (два другие - ИИ и защита данных (кибернетическая безопасность)). Как бы мала ни была вероятность успеха в создании квантовых компьютеров, нельзя позволить, чтобы у потенциального врага они появились раньше. Поэтому основные игроки на этой арене (США, Россия, Китай, Европейский Союз) стали делать большие государственные вливания в эти разработки.
О главной трудности
Date: 2018-12-05 11:50 pm (UTC)Многие считают, что главная проблема - исправление ошибок. Чтобы компенсировать неустойчивость квантовых состояний, нужно каждый участвующий в вычислении кубит иметь не в двух и не в трех экземплярах, а, по оценкам некоторых специалистов-пессимистов, аж в 10000! Что сделает систему невообразимо громоздкой и породит новые проблемы.
"Quantum theorist Alán Aspuru-Guzik of Harvard University estimates that around 10,000 of today’s physical qubits would be needed to make a single logical qubit — a totally impractical number. If the qubits get much better, he said, this number could come down to a few thousand or even hundreds. "
Отсюда:
The Era of Quantum Computing Is Here. Outlook: Cloudy
https://www.quantamagazine.org/the-era-of-quantum-computing-is-here-outlook-cloudy-20180124/
no subject
Date: 2018-12-06 01:01 am (UTC)Наука - ей нужен душевный покой.
И я создавать научился такой.
Читая, творя, заседая -
покоен и ясен всегда я.
Встречаю разумно событий поток,
как то подобает ученым.
Все доводы взвешу, и только потом
признаю я черное - черным.
Я верю в науку, я верю в прогресс,
что поступь его неуклонна.
Так что мне мешает брать матрицу,
структуру искать у нуклона?
И если я чувствую кванты нутром,
и если влезаю я в антинейтрон -
плевать мне, словаки ли, венгры ли
свою демократию свергнули.
Правдивый роман запретят на Руси
герои его раздраженные,
а я поудобней усядусь - и пси
помножу на пси сопряженное.
Аж челюсти сводит, навяз до оском
вкус лжи, и притворства, и подлости.
Но только не мне.
Я сижу над листком
с эрмитовой матрицей плотности.
Науке ведь нужен душевный покой.
На кой ей волненья, сомненья на кой.
Покоен и ясен всегда я.
Читая. Творя. Заседая.
По ссылке есть еще другие его стихи и короткая заметка об авторе.
no subject
Date: 2018-12-06 01:05 am (UTC)no subject
Date: 2018-12-06 01:06 am (UTC)no subject
Date: 2018-12-06 01:18 am (UTC)Автор - вроде бы квалифицированный специалист в области физики полупроводников (https://www.coulomb.univ-montp2.fr/user/michel.dyakonov?lang=en), a IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) (https://www.ieee.org/?WT.mc_id=mn_ieee), в журнале которого напечатана эта статья - вроде бы вполне респектабельная организация.
"доказать теоретически невозможность чего-либо крайне трудно"
Да, тут сразу вспоминается Огюст Конт (https://egovoru.livejournal.com/45137.html) :)
no subject
Date: 2018-12-06 01:21 am (UTC)Как я уже заметила выше (https://egovoru.livejournal.com/130470.html?thread=7960486#t7960486), автор статьи по ссылке - вроде бы квалифицированный специалист, так что его представление не такое уж бытовое.
Re: О главной трудности
Date: 2018-12-06 01:27 am (UTC)Да, Дьяконов об этом тоже пишет:
"In any real-world computer, you have to consider the effects of errors. In a conventional computer, those arise when one or more transistors are switched off when they are supposed to be switched on, or vice versa. This unwanted occurrence can be dealt with using relatively simple error-correction methods, which make use of some level of redundancy built into the hardware.
In contrast, it’s absolutely unimaginable how to keep errors under control for the 10300 continuous parameters that must be processed by a useful quantum computer. Yet quantum-computing theorists have succeeded in convincing the general public that this is feasible. Indeed, they claim that something called the threshold theorem proves it can be done. They point out that once the error per qubit per quantum gate is below a certain value, indefinitely long quantum computation becomes possible, at a cost of substantially increasing the number of qubits needed. With those extra qubits, they argue, you can handle errors by forming logical qubits using multiple physical qubits.
How many physical qubits would be required for each logical qubit? No one really knows, but estimates typically range from about 1,000 to 100,000. So the upshot is that a useful quantum computer now needs a million or more qubits. And the number of continuous parameters defining the state of this hypothetical quantum-computing machine—which was already more than astronomical with 1,000 qubits—now becomes even more ludicrous".
Статья Дьяконова относительно короткая и написана вроде бы вполне внятно. Может быть, Вы могли бы ее прочесть и поделиться своим впечатлением - а то, может быть, я там просто что-то не поняла?
no subject
Date: 2018-12-06 01:42 am (UTC)критерий Поппера
no subject
Date: 2018-12-06 01:47 am (UTC)no subject
Date: 2018-12-06 02:04 am (UTC)Дьяконов говорит скорее не о непрерывности функции, а о том, что это непрерывная вероятностная функция, что в переводе на нормальный язык означает, что то, что мы обнаружим частицу - вероятность 1. Но вот где мы ее обнаружим, это и есть вероятность, которая описывается этой функцией. Кот Шредингера другими словами.
Это усложняет работу компьютеров (потому что результат работы может быть прямо противоположный ожидаемому), но коррекция ошибок в современных компьютерах была изобретена ровно по той же причине, потому что компьютеры, хоть и не вероятностные, иногда вдруг(!) дают 0 вместо 1. Чисто теоретически я не вижу проблем вероятностно оценивать результаты. Чисто практически это может быть очень дорого, что он и приводит в качестве одного из аргументов против.
Но это, извините, обычное дело развития техники. Можно ли было сделать цифровой компьютер в 19м веке. А то ж! Бэббидж почти даже сделал. Чуток денег не хватило (Стоимость второй разностной машины с учетом государственных и личных средств Бэббиджа составляет от 26 тысяч до 43 тысяч фунтов, 19й век, умножьте на 1000). Можно ли сделать сейчас? Стоимость бэббиджевого аналога примерно 10 центов. С учетом корпуса и платы... Распберри получится 30 долларов, но будет куда мощнее
--- That’s because a few decades is the maximum lifetime of any big bubble in technology or science
Бэббидж умер в 1870. Первый компьютер - 40е. Это 7 декад
Можно ли сказать точно - можно это сделать или нельзя? Нет. (Критерий Поппера здесь неприменим) История науки знает множество тупиковых вариантов. И вариантов, к которым вернулись через 70 лет на новом уровне
Если же оценивать эту статью совсем по серьезному, разбирать, смотреть за и против, то там нужно тратить куда больше времени, чем я готов. В данном случае мне достаточно было посмотреть навскидку
no subject
Date: 2018-12-06 02:09 am (UTC)если же мы можем представить себе эксперимент, где теория опровергается, то она удовлетворяет. Соответственно в данном случае нам достаточно представить себе эксперимент, где квантовый компьютер не работает. Пока что не было
no subject
Date: 2018-12-06 02:13 am (UTC)Другое дело, что в те времена, лет десять - пятнадцать назад, когда эти направления только-только начинали входить в моду - существовали предположения, что кубиты будут способны производить запись соответствующих вычислений (логических сложения/умножения и импликации) производимых над квантовыми объектами в рамках статистически достоверных интервалов. Но, не срослось и мы имеем область растиражированных фантазий и лабораторий с темами, которые понапекли образцов в погоне за модой.
Хотя, все в порядке, хирши у всех причастных за это время наросли, при желании, можно набрать достижений, из которых можно сляпать два-три нобелиата. Ну и соответственно, новые гранты, научные направления, школы. Наука движется - прогресс ей следует.
ЗЫ Все счастливы, а что еще надо то?
Re: О главной трудности
Date: 2018-12-06 02:18 am (UTC)no subject
Date: 2018-12-06 03:53 am (UTC)А что значит "эксперимент, где квантовый компьютер не работает"?
Re: О главной трудности
Date: 2018-12-06 04:18 am (UTC)no subject
Date: 2018-12-06 05:07 am (UTC)https://www.popmech.ru/gadgets/news-452772-ford-odolzhit-u-nasa-kvantovyy-kompyuter/
А ваш компетентный автор, либо работает за деньги на разведчиков, по крупицам пытающихся узнать, есть ли где готовый, либо провокатор, с похожей задачей. Только цель посадить за гос.измену. Ну это если учесть, на каком языке написана статья. Потому что если просто потрындеть, то статей вроде приведенной ссылки выше слишком много. Поезд ушел.
Вот на сайтике https://www.qotlabs.org/ вакансии даже есть. А компания не мега-организацию с бюджетами АНБ и НАСА не похожа. Так что я думаю, квантовый компьютер таки где-нибудь да есть.
no subject
Date: 2018-12-06 05:15 am (UTC)Непрерывной функцией – это не страшно. Аналоговые компьютеры, работающие с непрерывными функциями изготавливались массово и неплохо работали (в военных целях). Кстати, логарифмическая линейка – вычислительный прибор, работающий с непрерывными функциями.
Экспериментальное воплощение – на мой взгляд, тут основная проблема с элементной базой. Все как и с обычным компьютером. Можно ли сделать обычный компьютер из палок и веревок – можно. Он будет работать в точности на тех же принципах, что и любой современный цифровой компьютер. Но очень, очень медленно. Цифровой механический компьютер будет сильно уступать механическому аналоговому. И только когда появилась необходимая элементная база в виде интегральных микросхем, цифровые компьютеры сделали сильнейший рывок в своем развитии. Пока с элементной базой для квантовых компьютеров ситуация сложная.
Следует еще иметь в виду, что квантовые системы отличаются от классических. В классических системах невозможно сделать две одинаковые детали. А вот атомы одного вещества могут быть одинаковыми. Или возьмем лазер. 100000000000000 излучателей (атомов или молекул) работают совершенно синхронно, в унисон. Вы можете себе представить, что классические объекты, например миллион струн, так умеют?:)
ЗЫ. Мое мнение по вопросу квантовых компьютеров предвзято, т.к. я лицо заинтересованное.
Re: О главной трудности
Date: 2018-12-06 05:16 am (UTC)Re: О главной трудности
Date: 2018-12-06 05:47 am (UTC)- Не знаю, что творится в засекреченных местах. Но знаю, что лишь недавно в Гугле удалось придумать одну задачу (а думали они долго), на которой квантовый компьютер показал лучшее время, чем обычный. О других подобных случаях не попадалось информации.
Что же касается "100000", то это нельзя сравнивать с потерей эффективности за счет наслоения разного софта. Здесь речь идет не об эффективности, а о надежности, об исправлении ошибок. И сложная схема для этих целей, с в 100000 раз большим количеством элементов, породит новые проблемы с надежностью, сама будет источником ненадежности.