Критика смысла: квантовые компьютеры в прикладном исполнении, Д.Дойч

Автор: Програмер.Илюша

Quantum Computation, www.dwavesys.com
Rather than store information using bits represented by 0s or 1s as conventional digital computers do, quantum computers use quantum bits, or qubits, to encode information as 0s, 1s, or both at the same time. This superposition of states—along with the other quantum mechanical phenomena of entanglement and tunneling—enables quantum computers to manipulate enormous combinations of states at once.


Прошу прощения у подписчиков за то, что в заметке будет много цитат из главы Д. Дойча «Структура реальности», но коротко «вход» в тематику у меня был с двух сторон – первые попытки Андрея Гордиенко доказать возможность к 2019 году создать «соизмеримый» с человеческим интеллектом «механизм» и примерно же в это время друг начал работы над ловлей электрона «за хвост» - очень «острая» игла туннельного микроскопа (его коллеги наверняка к 2025-му году получат Нобелевскую премию по физике, если работа или премия не обесценится, кросс-национальная команда из многих стран) и простой материал. Андрей доказать не смог, но друг электрон поймал. Поэтому придётся цитировать, чтобы обоснование для людей, которым интересен данный вопрос изучили его со всех сторон, в т.ч. и со стороны виртуальной реальности, глава о которой также есть в книге.

Предыдущая заметка о времени http://www.sql.ru/blogs/iyun/2231.




В терминах Д. Дойча «Квантовый компьютер — это машина, использующая уникальные квантово-механические эффекты, в особенности, интерференцию. для выполнения совершенно новых видов вычислений, которые, даже в принципе, невозможно выполнить ни на одной машине Тьюринга, а следовательно, ни на каком классическом компьютере.» Здесь знаний не хватит и по сравнению с вами я не смогу спорить, т.к. переквалифицировался в менеджера уж очень давно. Но спорить как бывший матфизик с вычислительно-математическими корнями, что текущий суперкомпьютер уже стал классикой хочется. Человек в науке перестает (наверное) искать секреты в алгоритмах, а базовые топологии функана перестает понимать подрастающее и изучающее их поколение вовремя, т.е. пока голова не замутнена тем, что хочется хорошо потратить деньги. По моему скромному мнению, до классики суперкомпьютеру на базе битов ещё очень далеко до того момента, чтобы ему пришла замена чем-то на кубитах. Я просто помню, как перевод с 486-й фортрановской программки для диплома на CrayT3D за пару часов с помощью готового софта и профи-друга дал вычислительный эффект, что если бы я его кому-то показал было бы стыдно. Студент есть студент – оставшуюся часть ночи допиливал напильником результаты.
Объясняя свой вход в проблематику физического эксперимента Д. Дойч показал, что действительно быть хорошим теоритиком-физиком невозможно (Энрико Ферми сказал «Если бы я мог упомнить названия всех элементарных частиц, я бы стал ботаником») или очень сложно, но он старается и может. И в этой главе лично мне он это доказал.

Основываясь на (!) предположениях, даже не гипотезах, о человечестве, например, «Точно так же никогда не началось бы развитие науки и техники, если бы для создания инструмента из камня понадобились тысячи лет размышлений» Д. Дойч смог сделать парадоксальный вывод: «таким образом, мы можем сделать вывод, что законы физики, кроме того, что удостоверяют свою собственную постижимость через принцип Тьюринга, гарантируют, что соответствующие эволюционные процессы, такие, как жизнь и мышление, не являются трудоемкими и требуют не слишком много дополнительных ресурсов, чтобы произойти в реальности.» Блестящая мысль, без всяких шуток.

Но следующий момент показывает насколько далека его (Д. Дойча) физика от вычислительной физики: «Дональд Кнут, специалист по вычислительной технике, подсчитал, что разложение на множители 250-значного числа при использовании самых эффективных из известных методов, с помощью сети, состоящей из миллиона компьютеров, заняло бы более миллиона лет.»
Рассматривая разные виды физических экспериментов (это ещё хорошо, что он забыл про маятник Максвелла) и опыт с интерференцией он славу богу всего лишь показывает, но не доказывает, что мы живем в Мультиверсе «поскольку в этом опыте присутствуют только два различных вида вселенных»

Второй блестящий вывод также без шуток из опыта об интерференции: «в действительности вспомогательное квантовое аппаратное обеспечение тоже было бы компьютером. Например, интерферометр мог бы действовать, как подобный прибор, и. как любой другой физический объект, его можно было бы считать компьютером. Сегодня мы назвали бы его специализированным квантовым компьютером»


Обосновывая на базе понятия декогеренции Д. Дойч покажет нам, что «Создание универсального квантового компьютера действительно выходит за рамки современной технологии», и это правда. Рановато будет становиться титанами и начинать воевать за мир во всем мире. Соответственно отрицаю страх квантовых вычислений в целях развязать войну за господство на нашем любимом шарике. Отрицаю.

Декогеренция
Одной из страшилок, для чего необходимо позволять или не позволять квантовые вычисления – это нарушение в некоторых алгоритмах шифрования/расшифрования путем дешифрования с помощью компьютера такого рода: «Любой человек или организация, которые сейчас записывают сообщения, закодированные в системе RSA, и ждут того времени, когда смогут купить квантовое устройство разложения на множители с достаточно низкой декогерентностью, смогут расшифровать эти сообщения. Возможно, это произойдет только через века, возможно всего через несколько десятилетий, а может, и еще раньше — кто знает?» Не сработает, данные технологии в 10-х годах приобрели особую актуальность и интенсифицировались, а основная защита в них – это отсутствия знания об алгоритме шифрования, эта идея идет от того момента когда был создан каменный топор, наверняка, неандертальцы в отличии от кроманьонцев именно хуже умели свистеть и появилась Поднебесная (шутка).
Интересные факты рассказываются по ходу всей книги и в частности в данной главе, например, «в 1989 году в Нью-Йорке, в Исследовательском Центре IBM, в офисе теоретика Чарльза Беннетта был построен первый рабочий квантовый компьютер. Это был специализированный квантовый компьютер, состоящий из двух квантовых криптографических устройств, спроектированных Беннеттом и Жилем Брассаром из Монреальского Университета. Этот компьютер стал первой машиной, выполнившей небанальные вычисления, которые не смогла бы выполнить ни одна машина Тьюринга.» И действительно, IBM-er-ы, если кто помнит полуось, в этом всегда готовы рисковать. Правда после появления Google, просят работать в вебинарах не через Хром.

Вывод товарища Дойча привожу полностью «Я нахожу все эти разработки весьма захватывающими и считаю, что некоторые из них принесут технологические плоды. Но для этой книги данный вопрос несущественен. С фундаментальной точки зрения не имеет значения, насколько полезным оказывается квантовое вычисление, как не имеет значения и то, построим ли мы первый универсальный квантовый компьютер на следующей неделе, через века или не построим его никогда. В любом случае, квантовая теория вычисления должна быть неотъемлемой частью мировоззрения любого человека, ищущего фундаментального понимания реальности. То, что квантовые компьютеры говорят нам о связи законов физики, универсальности и, на первый взгляд, несвязанных направлений объяснения в структуре реальности, мы можем обнаружить — и уже обнаруживаем, — изучая их теоретически.»

После прочтения книги и перечитывания главы закрадывается мысль, что универсальный квантовый компьютер недостижимая для человечества роскошь в целом, ибо он лишает боли :-), но по факту сопряжение готовых «интерферометров» разного рода с Apple-watches позволят нашим внукам (вряд ли нашим детям и афрокубинцам) легко бороться с различными куклами Вуду-невезения.

Оставляю себе, да и вам надежду для себя, что будет найдено решение, которое позволит интегрировать работы в рамках (no)SQL баз данных, о причинах было частично написано выше и помолчим :-)

P.S. Обновил запись о QW. Планирую обновить записи о структуре реальности.
P.P.S. Надеюсь, что когда-нибудь появится в данном блоге рецензия на главу "Виртуальная реальность" и причина тому - лучший роман К. Саймака "Город".

Комментарии


  • > основная защита в них – это отсутствия знания об алгоритме шифрования

    Неужели же число алгоритмов шифрования измеряется космическими числами? По-моему, достаточно знания об относительно небольшом числе более-менее эффективных алгоритмов шифрования.

    > После прочтения книги и перечитывания главы закрадывается мысль, что универсальный квантовый компьютер недостижимая для человечества роскошь в целом...

    Тем не менее, недостижимое в существенной степени достигается, и всё в большей степени. Почитайте раздел "История":
    https://ru.wikipedia.org/wiki/D-Wave_Systems
    :)

    С моей точки зрения ценность квантовых компьютеров - в способности СУЩЕСТВЕННОГО распараллеливания вычислений (можно сказать, бесконечного). Поэтому именно квантовые компьютеры являются новой качественной ступенью реализации ИИ-систем, в которых существенная степень распараллеливания вычислений играет ключевую роль.

  • 21 октября 2018, 22:18 Програмер.Илюша

    Принято, надо подумать.

  • 22 октября 2018, 20:31 Програмер.Илюша

    Пока тебе, Андрей, "на подумать" цитата (первая) из введения "Прикладная криптография" Б.Шнайера:

    "Криптография бывает двух видов: криптография, которая помешает читать ваши файлы
    вашей младшей сестре, и криптография, которая помешает читать ваши файлы дядям из
    правительства. Эта книга о втором типе криптографии.
    Если я беру письмо, кладу его в сейф где-нибудь в Нью-Йорке, затем велю Вам прочитать
    это письмо, то это не безопасность. Это непонятно что. С другой стороны, если я беру
    письмо и кладу его в сейф, затем передаю этот сейф Вам вместе с детальным описанием,
    передаю также сотню подобных сейфов с их комбинациями, чтобы Вы и лучшие
    "медвежатники" мира могли изучить систему замков, а вы все равно не сможете открыть
    сейф и прочитать письмо - вот это и есть безопасность."

  • Честно - я не понял смысла фразы про сейф.

    Может показаться, что методов шифрования очень много. Но на самом деле их мало. Потому что одни методы шифрования приводятся к другим. А те, которые уже ни к чему не приводятся, это базовые методы. И в них действительно основным аспектом является вычислительная сложность ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО перебора всех комбинаций ключа. Нюанс заключается в том, что алгоритм в корне изменяется, если перебор перестает быть последовательным и "внезапно" становится распараллеленным до бесконечности при использовании новых возможностей, которые могут быть достигнуты посредством квантовых вычислений.

    Если брать аналогию с сейфом, очень сложно подобрать ключ, если каждый вариант подбираемого ключа вставлять в замочную скважину ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО. Первый вставил-попробовал-вынул, второй, и т.д. Но если у тебя есть возможность ЗА ОДИН ПРИЕМ опробовать сразу все возможные комбинации... Сейф будет вскрыт за один прием. ЗА ОДИН!

  • 27 октября 2018, 03:37 Програмер.Илюша

    Андрей, это наш давний спор, как ты будешь строить обобщенную производную на континууме в степени континуум.
    Далее есть два варианта, либо ты достаешь книжку Сергея Вихорева и Атртема Сычева "Диалоги о безопасности информации" мы с тобой принимаем все понятия из главы I. Философская, ну, например, хотя бы в объеме "Об информации: от философии к практике".
    Либо ты достаёшь из кармана РЕАЛЬНУЮ, а не популярную для девочек теорию Мультиверса в монографиях, и мы с тобой подробно разбираемся, почему ландшафт теории струн, многомировая интерпретация квантовой механики и теория вечной инфляционной мультивселенной ЛУЧШЕ чем другие попытки связать ОТО с квантовой физикой. Для этого лучше начать с тензорного исчисления и дифференциальной геометрии пространств аффинной связности. Выбирай.

  • Ок. А "на пальцах" разобъяснить, не раскладывая монографии по слогам?

    Вот это, кстати, читал?
    https://mir24.tv/news/16329525/v-ispanii-na-kvantovom-kompyutere-sozdali-simulyaciyu-zhizni

  • 05 ноября 2018, 09:43 Програмер.Илюша

    http://www.chronos.msu.ru/old/RREPORTS/korotaev_entropia/korotaev_entropia.htm - давай с этого начнем, с чего начинали дискрурс

  • 05 ноября 2018, 09:45 Програмер.Илюша

    Хотя идея популярно изложенная испанцами и подтвержденная IBM мне понравилось, что человеческий Мультиверс состоит из двух вселенных генотип и фенотип. Андрей, спасибо!!

  • 12 ноября 2018, 10:27 Програмер.Илюша

    Добавляем третий кубид(т) и получаем третью вселенную духа (вне зависимости от конфессии/агностицизма/атеизма) и можно строить обобщенную производную :)

  • 12 ноября 2018, 10:28 Програмер.Илюша

    Вопрос про Коротаев и его журналистское представление об энтропии информации пока снимаем, сайт посвященный времени хорош в целом. И популярным изложением, и акцентами.



Необходимо войти на сайт, чтобы оставлять комментарии