ACER_032021 ACER_032021 ACER_032021 Advertisement

Kvantové algoritmy a riešenie nelineárnych diferenciálnych rovníc

2

Nedávno sa na predtlačovom serveri arXiv objavili dve štúdie o kvantových algoritmoch od nezávislých výskumných tímov. V oboch ide v podstate o to isté: o použitie algoritmov na riešenie nelineárnych diferenciálnych rovníc. Ak sa na ne pozriete optikou špekulatívnej vedy, môžete dospieť k záveru, že sú receptom na počítače, ktoré v zásade môžu zastaviť čas na vyriešenie problému vyžadujúceho takmer okamžité riešenie. Lineárne rovnice sú úlohou pre klasické počítače.

Rozložíme čísla a použijeme základné výpočty na určenie, čo sa stane ďalej v lineárnom vzore alebo postupnosti, pomocou klasických algoritmov. No nelineárne rovnice sú tvrdší oriešok. Ich vyriešenie je aj pre ten najvýkonnejší klasický počítač často priťažké alebo úplne nepraktické. Dúfame, že jedného dňa kvantové počítače prelomia túto bariéru a spôsobia, že aj tieto ťažko riešiteľné problémy sa budú javiť ako bežné výpočtové úlohy.

Keď počítače riešia tento druh problémov, v podstate predpovedajú budúcnosť. Dnešná umelá inteligencia bežiaca na klasických počítačoch sa môže pozrieť na obraz lopty vo vzduchu a vzhľadom na dostatok údajov predpovedať, kam lopta smeruje. Do rovnice môžete pridať niekoľko ďalších lôpt a počítač to bude väčšinou robiť stále správne. No len čo dosiahnete bod, v ktorom škála interaktivity vytvorí spätnoväzbovú slučku, napríklad pri pozorovaní interakcií častíc, alebo keď vyhodíte do vzduchu za hrsť konfiet, klasický počítač nie je schopný zaoberať sa fyzikou v takom rozsahu.

Ako povedal kvantový výskumník Andrew Childs, preto nemôžeme predpovedať počasie. Pre bežný počítač je tam priveľa partikulárnych interakcií na sledovanie. Kvantové počítače však nedodržiavajú binárne pravidlá klasického výpočtu. Nielenže môžu robiť výpočty cik-cak, ale dokonca môžu cik aj cak robiť zároveň. To znamená, že môžu potenciálne vyriešiť zložité problémy, napríklad určiť, kde bude každá konfeta o 0,02 sekundy.

A teraz spomenuté články. Prvý z nich pochádza z Marylandskej univerzity a časť, ktorej sa budeme venovať, je táto:

V tomto článku sme predstavili algoritmus kvantovej Carlemanovej linearizácie (QCL) pre triedu kvadratických nelineárnych diferenciálnych rovníc. V porovnaní s predchádzajúcim prístupom náš algoritmus zlepšuje komplexnosť z exponenciálnej závislosti od T na takmer kvadratickú závislosť za podmienky R <1.

A pozrime sa na druhý príspevok, ktorý je od tímu z MIT:

Tento príspevok ukázal, že kvantové počítače môžu v zásade dosiahnuť exponenciálnu výhodu oproti klasickým počítačom pri riešení nelineárnych diferenciálnych rovníc. Hlavná potenciálna výhoda algoritmu kvantovej nelineárnej rovnice oproti klasickým algoritmom je v tom, že sa logaritmicky upravuje v dimenzii priestoru riešenia, čo z neho robí prirodzeného kandidáta na aplikáciu na vysoko dimenziálne problémy, ako je napríklad Navierova-Stokesova rovnica a ďalšie nelineárne kvapaliny, plazmy atď.

Oba články sú fascinujúce a pri hrubom zjednodušení možno povedať, že podrobne opisujú, ako možno zostaviť algoritmy pre kvantové počítače, aby sme vyriešili takéto problémy.

Čo to znamená? Potenciálne to dá kvantovým počítačom schopnosť v podstate zastaviť čas.  Znamená to, že dostatočne výkonný kvantový počítač, na ktorom beží pra-pra-pra-pravnuk dnes vyvíjaných algoritmov, môže byť jedného dňa schopný funkčne vyhodnotiť fyziku na úrovni častíc s dostatočnou rýchlosťou a presnosťou, aby urobil plynutie času non-faktorom (niečím, čo nemá aktívny vplyv na výsledok) pri výpočte.

Takže teoreticky, keby na vás niekto v budúcnosti hodil hrsť konfiet a vy by ste mali roj kvantovo poháňaných obranných dronov, tie by mohli okamžite reagovať umiestnením medzi vás a konfety, aby vás chránili. V konečnom dôsledku to znamená, že kvantové počítače môžu jedného dňa pracovať vo funkčnej časovej prázdnote a riešiť problémy takmer presne v okamihu, keď nastanú.

Zdroj: thenextweb.com.

Redakcia

Všetky autorove články

2 komentáre

je to nekonečná slučka v novej nekonečnej slučke, quantový stroj teda čas nezastaví? reakcia na: Kvantové algoritmy a riešenie nelineárnych diferenciálnych rovníc

19.1.2021 20:01
keď si zrátaš Stokesovu rovnicu pre pokojné plynutie kvapaliny 0.5x-0.5x^2=0, výjdu ti dve priamky x=0 a x=1, | | ktorých spodný a vrchný koniec sa spájajú v nekonečne a tak tvoria nekonečnú slučku |O|, teda pokoj kvapaliny by nedokázal zrátať ani kvantový stroj, čiže čas nezastaví? https://www.desmos.com/calculator/xavicfkbfd Táto Stokesova rovnica teda vyvracia zastavenie času quantom1?
Reagovať

a nedal by sa kvantový počítač zneužiť na ovládanie mozgu? reakcia na: Kvantové algoritmy a riešenie nelineárnych diferenciálnych rovníc

19.1.2021 20:01
že či by sa nedal kvantový počítač zneužiť na ovládanie mozgu alebo na kradnutie myšlienok? lebo polia mozgu sú vyhodené konfety do vzduchu a kvantový počítač je dron, ktorý odchytí všetky myšlienky a skopíruje ich v real time, teda by stačilo miniaturizovať quantum do nanitu a vpichnúť ho injekčnou striekačkou do mozgu a máme prenos myšlienok real time, človek sa stáva stroj, človek sa stáva Boh, taký výkon bude mať v mozgu, čo potvrdzuje Bibliu, v ktorej sa píše: "Budete konať veci ako Boh, ba ešte väčšie!"
Reagovať

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať