r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Kwantowy komputer D-wave tysiące razy szybszy od klasycznych maszyn, ale za jaką cenę?

Strona główna Aktualności

Jest dobrze (albo źle – zależy kogo pytać). Wszystkie obawy i nadzieje związane z komputerami firmy D-Wave możemy porzucić. Niedawno udało się potwierdzić, że faktycznie są one maszynami działającymi na poziomie kwantowym, ale ich zastosowanie sprowadza się do rozwiązywania problemów z zakresu dyskretnej optymalizacji. Nie są to jednak problemy, które stoją poza zasięgiem maszyn o klasycznej architekturze, a co więcej wygląda na to, że przewaga maszyn kwantowych pozostaje dyskusyjna.

Catherine McGeoch i Cong Wang to uczeni, którzy po raz pierwszy zdołali porównać ze sobą możliwości komputerów kwantowych i klasycznych w rozwiązywaniu problemów optymalizacji klasyfikowanych jako NP-trudne. Opublikowany przez nich artykuł pt. Experimental Evaluation of an Adiabiatic Quantum System for Combinatorial Optimization opisuje eksperymenty, w którym wykorzystano komputer kwantowy D-Wave Two, realizujący proces kwantowego wyżarzania z użyciem 439 kubitów w procesorze Vesuvius V5, hybrydowy BlackBox, łączący heurystyczne, software'owe wyszukiwania ze sprzętowymi zapytaniami do układu Vesuvius, oraz stacje robocze Lenovo ThinkStation i Lenovo d20, z procesorami Xeon E5-2609 i Xeon X5550, działające pod kontrolą Ubuntu 12.04 i Fedory 15, na których uruchomiono trzy software'owe systemy rozwiązywania problemów optymalizacji – CPLEX, METSlib Tabu i Akmaxsat.

Wykonane ze sprzężonych elektromagnetycznie pierścieni niobu kubity w procesorach D-wave są bardzo wrażliwe na warunki otoczenia, dlatego czipy te schładzane są do temperatury niemal absolutnego zera (dokładnie 0,02 K) i osłaniane przed promieniowaniem z zewnątrz. Nawet jednak takie warunki nie zapewniają całkowitej pewności, że nie doszło do zakłóceń, dlatego każda operacja powtarzana jest tysiąckrotnie, aby zapewnić przynajmniej statystyczną pewność jej poprawności. Gdyby z tego zrezygnować, szybkość maszyn kwantowych byłaby jeszcze większa – ale wartość uzyskiwanych rozwiązań pozostawałaby pod znakiem zapytania.

Wyniki testów pokazały, że dla tych problemów optymalizacji, które można uruchomić bezpośrednio na kwantowych procesorach, maszyny D-wave okazały się ponad cztery tysiące razy szybsze od rozwiązań software'owych. Najtrudniejszy z rozwiązywanych problemów został rozwiązany przez D-wave Two w ciągu pół sekundy, podczas gdy najlepszy z systemów software'owych, CPLEX, potrzebował na to 30 minut. W problemach, które trzeba było rozbić na „zrozumiałe” dla kwantowego procesora podproblemy (za pomocą hybrydowego Blackboksa), wyniki komputerów kwantowych i software'owych systemów były już bardziej porównywalne. Przetestowano też najnowszy eksperymentalny procesor Vesuvius V6 – okazał się on jakieś 10 tys. razy szybszy od CPLEX-a.

Zanim jednak D-Wave odtrąbi sukces, warto zauważyć jedną rzecz: wykorzystany w testach D-Wave Two kosztuje 10 mln dolarów, podczas gdy software'owe systemy optymalizacyjne były uruchamiane na stacjach roboczych kosztujących około 1500 dolarów. Tymczasem mając w kieszeni 10 mln dolarów, można się już zastanawiać nad zamówieniem w IBM superkomputerów z mocami obliczeniowymi rzędu petaflopsów, na których można rozwiązywać wszelkiego rodzaju problemy. Nie wiadomo też, czy software'owe symulacje kwantowego wyżarzania, realizowane na maszynach klasycznych, nie okażą się znacznie bardziej wydajne, niż przetestowane przed badaczy systemy – piszą oni, że prowadzone są w tej kwestii dopiero pierwsze prace.

Dla firm takich jak Lockheed-Martin, dysponujących budżetami uwolnionymi od rynkowych realiów (ostatecznie amerykański sektor zbrojeniowy nie musi się specjalnie martwić o finansowanie), maszyny od D-Wave mogą być więc ciekawym, przydatnym narzędziem. Dla wszystkich innych sens ich zastosowania pozostaje pod znakiem zapytania. Niemniej dobrze, że są klienci na takie egzotyczne technologie. Dzięki nim zmniejszamy ryzyko utknięcia w ślepych uliczkach postępu – kto wie, czy za 10 lat przewagi w wydajności kwantowych komputerów nie usprawiedliwią wreszcie ich oszałamiających cen.

r   e   k   l   a   m   a
© dobreprogramy
r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Komentarze

r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a
Czy wiesz, że używamy cookies (ciasteczek)? Dowiedz się więcej o celu ich używania i zmianach ustawień.
Korzystając ze strony i asystenta pobierania wyrażasz zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.