• Открыта запись на вторую часть курса по анонимности и безопасности в сети интернет "Paranoid II" от команды codeby. Анонимные роутеры, Подъём, настройка и администрирование Tor-ноды, Работа с железом ПК, Удаление аппаратных закладок, Минимизация рисков, Авторские разработки и многое другое. Подробнее ...

  • Напоминаем, что 1 декабря стартует курс "Тестирование Веб-Приложений на проникновение с нуля" от команды codeby. Общая теория, подготовка рабочего окружения, пассивный фаззинг и фингерпринт, активный фаззинг, уязвимости, пост-эксплуатация, инструментальные средства, Social Engeneering и многое другое. Подробнее ...

Квантовый суперкомпьютер - обман или реальность?

1984

1984

Grey Team
08.03.2018
80
113
Сегодня очень много разговоров о квантовой механике, о ее запутанностях и суперпозиции. Современные ученые всерьез рассуждают о преодолении скорости света и временной петле, при наличии которых определенный объект может телепортироваться в пространстве и осуществлять перемещение во времени - попадать в прошлое и будущее. Научное познание, эзотерические верования и современные мифы сплетаются в едином узоре причудливой невероятной реальности. Немало шума наделал так называемый Эффект Манделы, когда воспоминания фраз из фильмов, детских песенок оказываются не такими, какими они хранятся в нашей памяти, при их действительной проверке на основе фактов. Возникают теории заговоров, изменения нашей реальности и вторжения представителей иных измерений.

Виной всему необъяснимому вменяется создание квантового суперкомпьютера, работающего в 100 млн раз быстрее обычного компьютера и "позволяющего изменять ход времени и трансформировать реальность". Полет человеческой фантазии подогревает, ставшая новым символом современной алхимии, квантовая механика. Можно было бы остановиться на этом моменте, предположив, что никаких суперкомпьютеров не существует. Однако имеется подтвержденная информация о том, что обладателями квантовых компьютеров уже стали ведущие известные корпорации и агентства, такие как Google, Lockheed Martin, Volkswagen, Temporal Defense Systems, NASA, Лос-Аламосская национальная лаборатория и другие. Первой производством таких суперкомпьютеров занялась канадская компания D-Wave Systems. Стоимость такой "чудо-машины" составляет 15 миллионов долларов, что далеко не по карману многим корпорациям, не говоря уже о частных пользователях. Но, несмотря на немалое количество источников информации, квантовые компьютеры окружены ореолом "научного мистицизма". Еще в 2015 году, проведя ряд исследований после приобретения суперкомпьютера, специалисты Google подтвердили, что компьютер D-Wave работает на основе квантовых эффектов. При этом в "1000-кубитном" компьютере кубиты в действительности организованы в кластеры по 8 кубитов каждый.

В январе 2019 года IBM также анонсировали выпуск "20-кубитного" квантового компьютера, пригодного для использования в домашних условиях. Его процессор умещается в 2,74 куб.см. Данная машина обладает встроенным функционалом для подключения квантового компьютера к облачной системе, но всеже уступает детищу D-Wave.

Китайские разработчики бьются над созданием квантовых дешифровщиков, которые будут способны в считанные секунды подобрать пароль любой сложности и расшифровать любую информацию. Компьютерные системы такой производительности, в наш век данных, по-праву можно считать оружием нового поколения. В России, увы, о разработках в этой области не упоминается.

Итак, что же представляет собой квантовый суперкомпьютер.

Изначально D-Wave представили на фотографиях гигантский металлический шкаф, подобный первым вычислительным машинам, называемым мэйнфреймами. С такими фотографиями можно ознакомиться на официальном сайте компании.

Квантовый суперкомпьютер - обман или реальность?


Но что же скрывалось внутри этого шкафа. Как стало известно позже - внутри устройства располагался сравнительно небольшой вычислительный процессор и огромная охладительная установка. Так для чего же нужно такое мощное охлаждение нашему маленькому процессору? Неужели квантовый компьютер перегревается от работы на сверхпредельных скоростях? В чем заключается секрет работы квантовой запутанности и квантовой суперпозиции? Нас уверяют, что квантовый компьютер работает на основе кубитовой системы, где кубит представляет собой квантовое значение - 0 и 1 одновременно. Такое парадоксальное свойство позволило бы нам производить одновременную обработку всех возможных вариантов событий.

Квантовый суперкомпьютер - обман или реальность?


Сейчас в пору бы уйти с размышлениями в квантовую физику, в математические описания процессов наблюдений и измерений. Можно начать изучать труды Макса Планка и других физиков-теоретиков, пытаясь разобраться в бесконечных немыслимых формулах. Но я предлагаю не поддаваться искушению, а просто попробовать включить логику.

Для того, чтобы разобраться в сути сложных вещей, нужно окунуться в сухую теорию. Вспомните, что изначально представляет собой информация в цифровом виде. Это определенный код, состоящий из набора последовательностей нолей и единиц. Ноль - нет сигнала, единичка - сигнал есть. Обычные компьютеры работают на принципах битовой системы. Бит может иметь только одно значение - 0 или 1. Иначе говоря, биты работают подобно выключателям, через которые электрический ток либо проходит, либо нет. Последовательность бит позволяет нам построить логические элементы И, ИЛИ, НЕ.

Обычные современные цифровые компьютеры работают на базе транзисторов, обеспечивающих функцию переключателей, через которые электрический ток либо проходит, либо нет (стандартная битовая система - 1 и 0). Если рассмотреть микропроцессор Intel Core i7, то мы узнаем, что в его работе задействовано 3,2 млрд таких транзисторов, благодаря чему достигается впечатляющая производительная способность.

Согласно данным из Википедии, программы для квантового компьютера пишутся на высокоуровневом языке программирования Quipper, основанном на языке Haskell. Тот же, в свою очередь, является стандартизированным чистым функциональным языком программирования общего назначения. То есть ничего особенного и сверхнепонятного. Кроме того, входящие и исходящие из квантового суперкомпьютера данные ничем не отличаются от обычной современной вычислительной машины, если не учитывать скорость потока этих данных.

Если отбросить из названия слово "квантовый" и обратить внимание на детали суперкомпьютера, например на его охладительную систему, то, следуя логике, можно сделать следующий вывод - вычислительный процессор очень сильно нагревается. А если вспомнить развитие известных нам технологий в области телекоммуникаций и вычислительной техники, то на ум сразу же приходят компьютерные сети, которые строятся для увеличения скорости передачи сигнала на базе волоконно-оптических проводников. Так что же превышает скорость передачи электрической энергии? Конечно же - это скорость света!

Квантовый суперкомпьютер - обман или реальность?


Итак, мегапроизводительность квантового суперкомпьютера достигается за счет того, что резисторы в нем заменены на лазерные датчики. Вот где кроется секрет - для чего нужно мощное охлаждение. Вычислительный процессор квантового компьютера работает не за счет электрических импульсов, а за счет световых сигналов. Казалось бы, скорость распространения электрического тока по проводникам не намного отстает от скорости света и составляет около 300 000 километров в секунду, но в чем же тогда преимущество лазеров перед транзисторами? На самом деле все очень просто - лазерный сигнал достигает максимальной чистоты за счёт мощной охладительной системы, в то время как резисторы негативно влияют на работу друг друга, создавая электро-магнитный фон при расположении в непосредственном тесном контакте.

Кроме того, благодаря тому, что один направленный луч света не может сбить другой луч, эти лучи не теряются на взаимном пересечении и способны передавать состояние включенности или выключенности бесконечному числу других, лучей, находящихся на их траектории. Транзистор же способен сообщить о своем состоянии лишь соседним, расположенным рядом транзисторам. Благодаря такой технологии, сигнал лазера может распространяться в трехмерном пространстве, в отличие от транзисторной двухмерной плоскости.

Итак, квантовые компьютеры никуда не ушли от привычных нам нолей и единиц, а все слухи и домыслы, скорее всего являются лишь продуктом маркетингового хода, ведь пока вокруг чего-то витает ореол таинственности, на этом можно заработать немалые деньги. Однако сути самих машин это нисколько не умаляет, так как их производительность и правда способна повергнуть в шок любого искушенного любителя современной вычислительной техники.

Конечно же нельзя однозначно заявлять о исключительной верности вышеописанных суждений, однако я всегда в большей степени доверял своей логике, нежели неким призрачным увещеваниям. Читайте, проверяйте информацию, осмысляйте полученные знания и не позволяйте себя дурачить.

"Истина где-то рядом" (c).
 
R

Rabelly

Member
18.09.2019
7
5
Автор сам с трудом представляет вопросы квантовой механики и специфику работы исходящих из этой великой науки технологий.
Квантовый процессор работает не за счёт световых сигналов, а из-за спина ядра и магнитного момента ядра. Зачастую используют атом фосфора. А система охлаждения в виде погружения в жидкий азот служит так называемым "идеальным положением" температуры, чтобы вращающийся атом более чётко показывал направление. Это всё квантовая суперпозиция, где предполагаемый объект (атом) может принимать сразу несколько положений. Берут коэффициент (положение) и умножают между всеми возможными положениями. Так мы и получаем кубит.
"обман или реальность?"))))
Кто-то явно нанюхался рентв, не соизволив даже открыть учебник по физике. Автор, ты для начала разберись, что есть фотон, а что атом.
 
  • Нравится
Реакции: denez
1984

1984

Grey Team
08.03.2018
80
113
Спасибо за заметку! Мне интересна эта тема и хотелось бы рассмотреть различные точки зрения, чтобы понять суть работы "квантового компьютера".

Автор сам с трудом представляет вопросы квантовой механики и специфику работы исходящих из этой великой науки технологий.
Не отрицаю, смотрел много документальных передач о квантовой механике, но учебники не изучал.

ты для начала разберись, что есть фотон, а что атом.
Я имею представление о том, чем фотон отличается от атома, просто предполагаю, что название "квантовый" используется для придания значимости, по факту же используются лазерные технологии.

Квантовый процессор работает не за счёт световых сигналов, а из-за спина ядра и магнитного момента ядра. Зачастую используют атом фосфора. А система охлаждения в виде погружения в жидкий азот служит так называемым "идеальным положением" температуры, чтобы вращающийся атом более чётко показывал направление. Это всё квантовая суперпозиция, где предполагаемый объект (атом) может принимать сразу несколько положений. Берут коэффициент (положение) и умножают между всеми возможными положениями. Так мы и получаем кубит.
Не буду утверждать, что Вы не правы, однако замечу, что Ваш комментарий не убедил меня в обратном, так как я отталкивался в своих суждениях именно от основ информационных технологий, а не от физических теорий. Мне не ясно, каким образом формируются, известные нам, 0 и 1. Или же я что-то упустил?
 
R

Rabelly

Member
18.09.2019
7
5
Известный нам бит может принимать только одно значение, или 0, или 1. С квантовым процессором всё иначе. Электрон атома на внешней орбите работает как стрелка компаса (это свойство называют магнитным моментом ядра) и может принимать сразу несколько направлений. Происходит это из-за свойства, которое называют спином ядра (направление на внешней орбите).
Именно возможность направления и даёт нам некую логику. В случае с классическим битом у нас бинарная логика (ток есть и тока нет). В случае с электроном, он может принимать сам сразу много положений (направлений). Это и создаёт логику кубита. Играя с температурой мы можем крутить спин, создавая разные направления, которые умножают между собой. Именно возможность одного электрона показывать сразу много направлений и формирует логику кубита. Если мы разделим условно спин на четыре поля, то будем иметь возможность принимать сразу четыре положения электрона: верх, низ, право, лево. Меняем положение на 0 и 1 и получаем возможность одного электрона принимать сразу четыре значения. Кубит может принимать сразу много значений (количество зависит от архитектуры), а бит всего одно.
 
Последнее редактирование:
  • Нравится
Реакции: FlowLight, ghost и 1984
1984

1984

Grey Team
08.03.2018
80
113
Спасибо за информацию, интересно, буду изучать дальше.
 
  • Нравится
Реакции: Rabelly
non_logs

non_logs

Well-known member
29.12.2016
143
66
Где то слышал если ее большую мощность используют в плохих намерениях почти любой пароль будет взломан в кротчайшие сроки
 
P

Pavel Shuhray

Member
14.12.2016
6
0
По идее, квантовый компьютер должен работать быстрее совсем не за счёт замены резисторов на лазерные датчики. Но вот что на самом деле нам подсовывают, это хотелось бы узнать.
 
R

Rabelly

Member
18.09.2019
7
5
По идее, квантовый компьютер должен работать быстрее совсем не за счёт замены резисторов на лазерные датчики. Но вот что на самом деле нам подсовывают, это хотелось бы узнать.
Да с чего вы все берёте, что вам подсовывают что-то?! Там нет никаких лазерных датчиков, никаких потоков света, никаких мифических созданий и рентв.
Это реальная технология, которая основана на ядерной физике (раздел квантовой механики). Никаких лазеров и джедаев.
Не разводите пустые речи, если не понимаете суть. Лучше спросите.

Где то слышал если ее большую мощность используют в плохих намерениях почти любой пароль будет взломан в кротчайшие сроки
Слышали и не дослышали. Полный абсурд. Сейчас квантовый процессор многие задачи не может обработать так, как классический кремниевый чип. Поэтому классический компьютер никуда не уйдёт пока что. Никакой пароль квантовый проц не потянет. Пока что его скорость не превышает скорость классических суперкластеров.
 
  • Нравится
Реакции: non_logs
A

alЬt

Grey Team
31.01.2018
61
55
Лучше спросите.
Да, обсуждение стоит закрыть, но прежде чем это сделать - прикрепи, пожалуйста, ссылки на материалы.
Желательно на цельные курсы, типа так: или ... но если нету ничего цельного, то можно прикрепить ссылки на книги\плейлисты\статьи\или что-то в личке обсудить
Интересующиеся легко зацепятся и изучат вопрос, остальные забьют(и правильно сделают).
 
R

Rabelly

Member
18.09.2019
7
5
Да, обсуждение стоит закрыть, но прежде чем это сделать - прикрепи, пожалуйста, ссылки на материалы.
Желательно на цельные курсы, типа так: или ... но если нету ничего цельного, то можно прикрепить ссылки на книги\плейлисты\статьи\или что-то в личке обсудить
Интересующиеся легко зацепятся и изучат вопрос, остальные забьют(и правильно сделают).
Не совсем понимаю каким образом я должен сюда прикрепить физику. Гугл сломался? Никто не пишет статьи на подобные темы, так как просто невозможно вместить в одну статью концепцию ядерной физики. Для этого существуют учебники.
А вот посоветовать могу от себя:
"Ядерная Физика" И. В. Ракобальская (отличный учебник от МГУ, который не требует глубоких знаний квантовой механики).
А технологии квантовых процессоров никто детально не описывает. Банально потому что это очень сложно и дорого. Никто вам не станет дропать детальную концепцию технологии, которая стоит миллиарды.
 
1984

1984

Grey Team
08.03.2018
80
113
По некоторой информации, специалистам Google удалось создать мощнейший квантовый компьютер, превосходящим по своей производительности любую, существующую на сегодняшний день, вычислительную машину. По данным издания - на официальном сайте NASA был размещен научный доклад, рассказывающий об открытии, но вскоре удален.

Производительность процессора поражает. приводит цитату - «Насколько нам известно, этот эксперимент стал первым вычислением, выполненным исключительно на квантовом процессоре». На расчет, на который самому производительному компьютеру Summit от IBM пришлось бы потратить около 10 000 лет, процессору Google потребовалось лишь 3 мин. 20 сек.

Источник:
 
GrefFisher

GrefFisher

Премиум
17.06.2018
21
15
Прочитайте "краткую историю времени" Хокинга для начала. Никаких квантовых компьютеров на данный момент нет. Разработки возможно, фуджи вроде что-то пытались сделать, но он не может работать, как привычный нам процессор, он решает задачи определенного типа, которые явно далеки от брута или расшифроки чего либо )
 
  • Нравится
Реакции: 1984
B0D0B0P0T

B0D0B0P0T

Премиум
06.12.2018
1
0
алгоритм Гровера для ускорения перебора?))

алгоритм Шора для факторизации и нахождения дискретного логарифма?)) Непосредственной расшифровки нет, но ключ уже есть, так что классика дальше справится.

Играя с температурой мы можем крутить спин, создавая разные направления, которые умножают между собой. Именно возможность одного электрона показывать сразу много направлений и формирует логику кубита.
Хочешь сказать, что простой нагрев или охлаждение кубита и есть преобразования над ним, при чем между этими преобразованиями можно спокойной измерять его состояния?
И что значит сразу много направлений?(не о суперпозиции ли речь?)
 
A

az0r3

Премиум
09.09.2019
16
8
Так, в "статье" написана полная дичь. @rashidikil1994, ты бы хоть одно посмотрел сначала, мракобес. Зачем писать о том, чего вообще не понимаешь, даже самые основы? Даже школьный курс физики прошёл мимо тебя, если ты до него вообще доучился. Кроме как "долбаным графоманом" и "узколобым сторонником теории заговора", тебя назвать не получается.
У @Rabelly тоже не совсем верно описано, хотя направление верное.

Итак, квантовый компьютер работает, как ни странно, на квантовых эффектах.

ЯННП, каких эффектах?
У всех квантовых объектов (будь то атом/электрон/фотон/етц) есть "внутренние" состояния, например, "чистое" состояние электрона в атоме описывается 4-мя числами, каждое имеет свой физический смысл. Но! Эти маленькие твари могут находиться в нескольких "чистых" состояниях одновременно -- в их суперпозиции. То есть в каждый момент времени нельзя сказать, в каком КОНКРЕТНО состоянии находится объект. При измерении получится некоторый рандомный результат из набора этих чистых значений со своей вероятностью. Вы спросите: wtf? Я отвечу -- .

А как считается-то? Берётся N кубитов -- квантовых объектов с 2мя "чистыми" состояниями, по сути это регистры машины. Ими могут быть атомы(их спин)/фотоны(их поляризация)/етц. Сначала в них "записывается" начальный вектор из "чистых" состояний. Потом над ними проводят хитрые логические операции, помня, что каждый кубит хранит 0 и 1 одновременно. То есть результатом операции (1 кубит) & (2 кубит) будет суперпозиция состояний "1" и "0". То есть при операции f(x,y) одновременно самой природой "вычисляются" результаты для всех комбинаций x и y. Напоминает NFA : , или параллельный обход графа в глубину.

А чё они такие огромные? Процесс ОЧЕ хрупкий и нестабильный, дебага там нет и быть не может, тк измерение нарушает состояние. Ещё мешают температура (поэтому охлаждают до 0.02 К, почти абсолютный 0, ниже некуда), радиоволны/косм. излучение (поэтому установка обкладывается толстыми металл. листами), так что большАя часть мейнфрейма -- это установка охлаждения, остальное -- тоже для поддержания нужных условий/проведения операций над кубитами/етц.

Я тут нашёл , ща напишу прогу и всех взломаю, причём мгновенно, это же квантовый комп, да? Нет. До такого ещё далеко. Квантовые компы дают ускорение только на своих, . Они есть не для всех задач и по текущим меркам требуют слишком много кубитов для исполнения. Строить квантовые компы сложно, квантовые твари так и норовят сбиться с правильного состояния, порушив всё вычисление. Сейчас самый большой комп -- 72 кубита, на нём можно порядка 100 вариантов, ну круто. Да, какие-то задачи можно считать , но к инфосеку они отношения не имеют.

Воть. Надеюсь, кому-то было интересно почитать про эту хитрую машину. Подробнее про приложения и вообще --
 
Последнее редактирование:
1984

1984

Grey Team
08.03.2018
80
113
мракобес. ... Даже школьный курс физики прошёл мимо тебя, если ты до него вообще доучился. Кроме как "долбаным графоманом" и "узколобым сторонником теории заговора", тебя назвать не получается.
Первый абзац просто убил! :D :D :D
 
W

webvsoft

Active member
03.11.2018
29
7
На стоит обратить внимание и углубиться в haskell для бушующей работы на этих монстрах? Или там совсем другие ЯП...
 
1984

1984

Grey Team
08.03.2018
80
113
Вопрос остаётся: зачем писать о том, чего не понимаешь?
Мне интересна эта тема и хотелось бы рассмотреть различные точки зрения, чтобы понять суть работы "квантового компьютера".
Что непонятного?
 
A

az0r3

Премиум
09.09.2019
16
8
Что непонятного?
Ох, как сложно-то. Мне непонятно, каким образом "рассмотрение различных точек зрения" позволит "понять суть работы "квантового компьютера"". Когда человеку "интересна эта тема", он идёт и читает про неё в авторитетных источниках, хотя бы в википедии для начала, а не пытается разводить демагогию с элементами теории заговоров на непрофильном форуме, даже не открыв учебник по теме, в которой учёным-то не всё ясно. И кстати, ты рассмотрел всего лишь одну, свою, точку зрения.
Впрочем, кому я это объясняю, твои слова говорят сами за себя.
Так что же превышает скорость передачи электрической энергии? Конечно же - это скорость света!
Итак, мегапроизводительность квантового суперкомпьютера достигается за счет того, что резисторы в нем заменены на лазерные датчики. Вот где кроется секрет - для чего нужно мощное охлаждение
Хоп, и от одного неверного и бессмысленного утверждения мы переходим [с помощью логики, конечно] аж к четырём неверным и бессмысленным утверждениям! Не всякому дано!
Можно начать изучать труды Макса Планка и других физиков-теоретиков, пытаясь разобраться в бесконечных немыслимых формулах. Но я предлагаю не поддаваться искушению, а просто попробовать включить логику.
Ясен хрен, намного проще наплодить тонны бессвязных символов, а не разбираться, как оно на самом деле работает.
Если отбросить из названия слово "квантовый" и обратить внимание на детали суперкомпьютера, например на его охладительную систему, то, следуя логике, можно сделать следующий вывод - вычислительный процессор очень сильно нагревается
Ага, а следуя логике нормального человека, который не в теме, надо погуглить "зачем охлаждение в квантовых компьютерах" и найти ответ: -- чтобы стабилизировать частицы, на которых построены кубиты.
Если рассмотреть микропроцессор Intel Core i7, то мы узнаем, что в его работе задействовано 3,2 млрд таких транзисторов, благодаря чему достигается впечатляющая производительная способность.
Прежде чем пытаться понять архитектуру квантового компа, разберись сначала с обычным. По-твоему, чем больше транзисторов, тем больше "производительная способность"?

И это я ещё пропустил вырвиглазную дичь про "передавать состояние включенности или выключенности бесконечному числу других, лучей" и "лазерный сигнал достигает максимальной чистоты".
Так что я третий раз задам вопрос, надеясь что хоть с этого раза дойдёт: зачем писать о том, чего не понимаешь?
 
Мы в соцсетях:  ТелеграмВконтактеДзенФейсбукТвиттерЮтуб