Kvantno racunalo, zamjena za klasicno ili nova stvar?

[zlrjgnhh]

Ako sam promasio podforum, uputite me gdje da pitam

Da li je kvantno racunalo predvideno da zamjeni klasicno racunalo?

Ili je kvatno racunalo predvideno za sasvim druge vrste problema koje danasnje racunalo ne moze rijesiti?
I ako moze primjer takvog racunalnog problema?

[wand_1]

zlrjgnhh kaže:

Ako sam promasio podforum, uputite me gdje da pitam

Da li je kvantno racunalo predvideno da zamjeni klasicno racunalo?

Ili je kvatno racunalo predvideno za sasvim druge vrste problema koje danasnje racunalo ne moze rijesiti?
I ako moze primjer takvog racunalnog problema?

Nema bitne razlike između klasičnog i kvantnog računala u samoj biti onoga što računaju. Npr. 1+1 možeš izračunati i na kvantnom i na klasičnom računalu.

Razlika je u načinu računanja. Primjer koji na prezentacijama za javnost često koristi predsjednik D-wave korporacije (koja već proizvodi neke vrste kvazi-kvantnih kompjutera) je sljedeći: Ako imaš zadatak da u 5 minuta u knjižnici od 50 milijuna knjiga pronađeš stranicu označenu sa velikim slovom X to možeš napraviti:

- klasičnim računalom - kao da u 5 minuta ti sam trčiš od police do police i pokušaš pronaći taj X
- kvantnim računalom - koje ti omogućuje da se podijeliš u 50 milijuna osoba koje istovremeno u tih 5 minuta listaju po jednu knjigu da pronađu taj X

Očito, na ovaj zadnji način ćeš lagano pronaći taj X u 5 minuta, dok na ovaj drugi način gotovo sigurno nećeš.

Moja je pretpostavka da će kvantna računala ukoliko ih bude moguće efikasno proizvoditi tako da budu stabilna i pouzdana biti dominantnija u budućnosti, ali ne mislim da će klasična računala tako brzo nestati s obzirom da je i njima teorijska granica efikasnosti komputacije još vrlo daleko...

Kvantna računala će biti posebno dobra za rješavanje problema kod kojih je potrebno istodobno testirati iznimno veliki broj parametara, npr. kod šifriranja, vremenske prognoze, proizvodnje i testiranja lijekova, računanje optimalnih ruta, prometna rješenja, istraživanje svemira, proizvodnja novih materijala i kemijskih spojeva i sl..

[Oliver Johnson]

Koja je razlika između kvantnog i klasičnog računala u hardverskom pogledu?
Je li zapravo to išta realniji koncept od pozitronskg mozga?

[wand_1]

Oliver Johnson kaže:

Koja je razlika između kvantnog i klasičnog računala u hardverskom pogledu?

Kvantno računalo je trenutno velika kanta koju treba držati na iznimno hladnom mjestu, tako ga je lako razlikovati od klasičnog.

Istina, d-wave ga upakira da lijepo izgleda, ali opet treba u frižider i baš i nije punokrvno kvantno računalo...

Je li zapravo to išta realniji koncept od pozitronskg mozga?

Misliš ono: Mozdani pozitroni mu rade ka' ludi, procesira masu tetrakvota u sekundi, izracunava zadatke, unosi koordinate, zna radit na sve brodske aparate ?

Koliko znam, pozitronski mozak je pojam koji je u SF uveo Asimov i koji uopće nije dobro definiran, tako da ne znamo što bi uopće trebao predstavljati..

I još bi samo dodao:

Komandant Data, bijelo lice
kad ces doci do Zemljice
da pricas danima jer nas zanima
da li u stroju obitava anima
otkrij nam tajnu, sto ne kupuje se novcem
da li ikad sanjas elektricne ovce

[R00t-Sec]

@wand_1

Način računanja o kojem pričaš je iskorištavanje superpozicije odnosno mogućnosti qbit-a da da bude u dva stanja istovremeno ( 0 i 1).

Zanimljivo je što iako još nemamo hardver postoje programski jezici koji su manje-više spremni za quantum computing.
Na primjer Quipper ili QCL.

[zlrjgnhh]

R00t-Sec kaže:

@wand_1

Način računanja o kojem pričaš je iskorištavanje superpozicije odnosno mogućnosti qbit-a da da bude u dva stanja istovremeno ( 0 i 1).

Zanimljivo je što iako još nemamo hardver postoje programski jezici koji su manje-više spremni za quantum computing.
Na primjer Quipper ili QCL.

Kako ide racunanje?
Npr 2+3?

U memoriju (qubita, ne bitova) se upise 2, nakon toga 3 i dobije se 5?

U skoli sam davno ucio asembler, ali se sjecam osnova.

Zanima me kako se upise 2 u quibitima? Znam kako ide sa bitovima.

[wand_1]

R00t-Sec kaže:

@wand_1

Način računanja o kojem pričaš je iskorištavanje superpozicije odnosno mogućnosti qbit-a da da bude u dva stanja istovremeno ( 0 i 1).

E, znam...

Zanimljivo je što iako još nemamo hardver postoje programski jezici koji su manje-više spremni za quantum computing.
Na primjer Quipper ili QCL.

Pa dobro, to je skoro pa trivijalno. To su praktički C, C++ i sl sa malo promjenjenom sintaksom i sadrže standardne QL operatore..prepisani jezici visoke razine...npr

operator diffuse (qureg q) {
H(q); // Hadamard Transform
Not(q); // Invert q
CPhase(pi, q); // Rotate if q=1111..
!Not(q); // undo inversion
!H(q); // undo Hadamard Transform
}

Napravi Hadamardovu transformaciju, rotiraj..bla..bla...

Ono što bi bilo zanimljivo vidjeti je dobar algoritam za kvantno računanje, a da radi nešto korisno.

Jer kad ti formiraš qbitove kad ti on to brzo 'izračuna', to je cijeli bućkuriš nečega i moraš imati dobar algoritam da uopće 'središ' taj rezultat u nešto smisleno..

Interesantno bi bilo nešto niže razine..Ko to napiše a da bude široko primjenjivo, svaka mu čast.

zlrjgnhh kaže:

Kako ide racunanje?
Npr 2+3?

U memoriju (qubita, ne bitova) se upise 2, nakon toga 3 i dobije se 5?

U skoli sam davno ucio asembler, ali se sjecam osnova.

Zanima me kako se upise 2 u quibitima? Znam kako ide sa bitovima.

Piše se isto, različito se obrađuje..

Trenutno postoje samo kvantni kompjuteri koji su u eksperimentalnoj fazi i koje još uvijek ne možeš natjerati da rade išta korisno. Jedino što dokazuju je da je u principu na taj način moguće raditi...međutim, to je još uvijek samo potencijal, za sada više toga možeš postići računajući abakusom nego kvantnim kompjuterom.

Od ovih za koje ja znam da se bave s time, Deutsch i Lloyd su na fakultetima i njihova kvantna računala su samo demonstracije da se to u principu može izvesti..Njihov dizajn je transparentan, ali na ovoj razini nezanimljiv da bi se dovoljan broj ljudi bacio na glavu u to...

S druge strane misteriozna kanadska firma D-wave odavno već tvrdi da ima kvantne kompjutere. Čak ih i prodaje, za sad su kupili Google, Pentagon i Lockheed Martin. Ovaj zadnji je ujedno i 'prvi komercijalni kvantni kompjuter'.

Ne mislim da su imenovani kupili mačka u vreći, jer taj kompjuter njima računa što im treba, pa im je svejedno, ali da je baš 'čistokrvni' kvantni mnogi se ne slažu. Zapravo, kad bolje razmislim mislim da su kupili samo da kupe..sad će ići okolo po selu i pitat 'zna li itko kako se ovo pali', a kad ga upale imat će problem što nemaju što korisno na njega računati

D-wave Two koristi nešto što oni zovu quantum annealing što znači da se stvar vrlo brzo pretvara u klasičnu obradu..

Na benchmark testu nije primjećen pravi 'quantum speedup' koji bi dokazao superiornost tog navodnog kvantnog kompjutera u odnosu na klasični. U nekim trencima radio je 10 puta brže od klasičnog a u nekim i 100 put sporije.

Postoje podijeljena mišljenja o tome što je uzrok takvih rezultata testova, da li je stvar u prirodi problema koji se rješava (koji kvantni ne može riješiti brže od klasičnog) ili je to 'pravi' kvantni kommpjuter koji ima dosta grešaka u obradi...

Teško je reći..Ja mislim da je sad i hardver i softver na razini dječje igračke pa da je testirati uzaludno.

Uglavnom, i u klasičnim računalima se može još jako puno napredovati pa kvantna zasad nisu hitna..

[zlrjgnhh]

wand_1 kaže:

Jer kad ti formiraš qbitove kad ti on to brzo 'izračuna', to je cijeli bućkuriš nečega i moraš imati dobar algoritam da uopće 'središ' taj rezultat u nešto smisleno..

-

Kako ide racunanje?
Npr 2+3?
U memoriju (qubita, ne bitova) se upise 2, nakon toga 3 i dobije se 5?
U skoli sam davno ucio asembler, ali se sjecam osnova.
Zanima me kako se upise 2 u quibitima? Znam kako ide sa bitovima.

Piše se isto, različito se obrađuje..

E to me zanima, mozes barem u teoriji objasniti kako bi to funkcioniralo!

Ulazni podaci se upisuju kao bitovi (iako se radi sa qubitima)?
Nakon toga ide superpozicija qubita, qubit gate, itd.
I kako ide dalje?
Kako dobiti rezultat?

[wand_1]

zlrjgnhh kaže:

E to me zanima, mozes barem u teoriji objasniti kako bi to funkcioniralo!

Ulazni podaci se upisuju kao bitovi (iako se radi sa qubitima)?
Nakon toga ide superpozicija qubita, qubit gate, itd.
I kako ide dalje?
Kako dobiti rezultat?

Zapravo, to je užasno teško za objasniti. Kad sam to gledao nekad prije, nisam uspio doći dalje od oglednih primjera koji zapravo ne računaju ništa, nego samo prikazuju u čemu je problem. Moraš biti baš u tome malo dublje i izgubiti dosta vremena da bi uopće razumio o čemu se radi. Dobro znanje iz kvantne fizike se podrazumijeva.

Pokušat ću prikazat zašto je komplicirano.

Kad ideš formirati qbitove možeš to napraviti tako da npr pucaš lasersku zraku u polupropusno zrcalo i formiraš recimo 2 ili 3 qubita. Oni kodiraju ukupno 4 ili 8 stanja (2^n ; 2^2; 2^3).

Primjer koji se često koristi je tzv Deutschov problem (koji ne rješava ništa), kada ti u biti pitaš kvantnu crnu kutiju sviđa li joj se neki broj 0-7. Ne smiješ postavljati više pitanja, pa postavljaš pitanje koje je superpozicija svih brojeva..

Kvantni kompjuter nije klasični kompjuter koji radi paralelno, zajebano je što se ti pitaš jedno pitanje, s 3 qbita input je kvantno stanje koje izgleda ovako nekako: 1/sqrt(1/8) |0| + 1/sqrt(1/8) |1| + .... + 1/sqrt(1/8) |7| (trebala bi bra ket notacija, ali ne znam to napisati ovako)..

Dakle, da bi došao do prednosti koju nudi kvantni kompjuter, ti daješ kao input superpoziciju nekog pitanja, a kao rezultat ćeš dobiti superpoziciju svakog mogućeg odgovora.

Lijepo je što ne moraš pitati jedan po jedan broj i gubiti vrijeme, nego možeš sve izmiskati u jedno pitanje, ali ćeš dobiti odgovor koji je isto tako izmiskan i za kojeg treba dobar algoritam da ga uopće protumačiš.

Ovo je trivijalnan primjer problema koji ne rješava ništa, a opet je i na njemu teško prikazati kako ide sam mehanizam input->obrada->output kod kvantnih kompjutera.

Znam da sam ovo konfuzno ispisao, ali ne znam da li je jasnije u čemu je specifičnost kvantne komputacije?

[zlrjgnhh]

"formiraš recimo 2 ili 3 qubita. Oni kodiraju ukupno 4 ili 8 stanja (2^n ; 2^2; 2^3)"
Kako to da 3 qubita daju 8 stanja?

Procitao sam sve sto si napisao i to nekoliko puta

Ako sam dobro shvatio, kvantnom racunalu se daje rezultat tipa "zbroj dva broja je 10", a kvantno racunalo izbaci sve moguce odgovore (5+5, 2+8, 3+7, itd.)?
Dok klasicno racunalo radi obratno, uzme dva broja i zbraja tj daje rezultat?
Ili kvantno racunalo moze raditi na obadva nacina?

I dalje ne razumijem kako se procita rezultat "5+5" iz superpozicije?

[wand_1]

zlrjgnhh kaže:

"formiraš recimo 2 ili 3 qubita. Oni kodiraju ukupno 4 ili 8 stanja (2^n ; 2^2; 2^3)"
Kako to da 3 qubita daju 8 stanja?

Zato što je svaki qbit u superpoziciji. Klasični bit može biti samo jednom stanju istovremeno, dok qbit mora biti u 2 stanja istovremeno. Recimo klasični zvrk može imati spin lijevo ili desno. Traznistor u kompjuteru može biti on ili off. Elektron ima i lijevo i desno istovremeno. Ta se kvantna bizarnost koristi kao prednost u računanju...

Zato je formula 2^n.

Ako sam dobro shvatio, kvantnom racunalu se daje rezultat tipa "zbroj dva broja je 10", a kvantno racunalo izbaci sve moguce odgovore (5+5, 2+8, 3+7, itd.)?
Dok klasicno racunalo radi obratno, uzme dva broja i zbraja tj daje rezultat?
Ili kvantno racunalo moze raditi na obadva nacina?

I dalje ne razumijem kako se procita rezultat "5+5" iz superpozicije?

Dobro si shvatio - do pola Kad uhvatim vremena odgovorit ću, nemam talenta za objasnit

[zlrjgnhh]

Koju polovicu sam dobro shvatio

[skeptik]

wand_1 kaže:

Dobro znanje iz kvantne fizike se podrazumijeva.

Zapravo, to i nije nužno. Postoje mnoge knjige iz kvantne informatike pisane za inženjere i informatičare. U svrhu smišljanja novih algoritama za kvantne kompjutere, sve što je nužno znati iz "kvantne mehanike" može se svesti na linearnu algebru, tj. osnovne operacije sa vektorima i matricama. Baš kao što klasični informatičar ne mora nužno znati elektrodinamiku, pa čak ni elektroniku, tako ni kvantni informatičar ne mora nužno znati kvantnu fiziku. Naravno, sve ovisi o tome čime se točno bavi; velika je razlika između softveraša i hardveraša. Hardveraši moraju znati fiziku, ali softveraši ne moraju.

[zlrjgnhh]

Koju knjigu o linearnoj algebri preporucujes za citanje?

Jos ako ima prijevod te knjige i pdf download...

[wand_1]

zlrjgnhh kaže:

Koju polovicu sam dobro shvatio

Onu gdje se kvantni kompjuter koristi za faktorizaciju

skeptik kaže:

Zapravo, to i nije nužno. Postoje mnoge knjige iz kvantne informatike pisane za inženjere i informatičare. U svrhu smišljanja novih algoritama za kvantne kompjutere, sve što je nužno znati iz "kvantne mehanike" može se svesti na linearnu algebru, tj. osnovne operacije sa vektorima i matricama. Baš kao što klasični informatičar ne mora nužno znati elektrodinamiku, pa čak ni elektroniku, tako ni kvantni informatičar ne mora nužno znati kvantnu fiziku. Naravno, sve ovisi o tome čime se točno bavi; velika je razlika između softveraša i hardveraša. Hardveraši moraju znati fiziku, ali softveraši ne moraju.

Sad sam sjetio kako je Aronson rekao ..dolaze mi fizičari koji počinju raditi na kvantnim kompjuterima da im objasnim Bellov teorem

Bio sam šokiran isto kao da mi je Andrew Wiles došao pitati da mu objasnim Pitagorin teorem

Naravno da je dosta linearna algebra za pisati nekakve potencijalne kvante algoritme, ali u praksi ne možeš napraviti ništa bez cijele multidisciplinarne ekipe, posebno fizičara.

Npr. Microsoft na svom kvantnom dijelu zapošljava isključivo fizičare i radi sa sveučilištima jer traži non-abelian anyone koji još nisu otkriveni. Tek kad ih otkriju dolazi u obzir topološki model.

D-wave recimo radi čisto adiabatski, čak imaju neke patente na razvoj Hamiltonijana Mislim, svaka čast ekipi toj koja radi tu na inovacijama, ali nije mi jasno zašto bi to netko kupio. Kladim se da je za većinu problema višestruko sporiji od klasičnog. Koliko ja znam cijela fora oko adiabatskog rješavanja problema je da bude što sporija...

Ja mislim da s logičkim vratima nitko i ne radi...možda Lloyd na fakultetu. I to faktorizira broj 21 ili tako nešto..

Znači, napisati algoritam, ajde, može bilo tko a da to inače radi za klasične kompjutere, samo ne vidim da su imalo korisni zasad.

Pretpostavljam da će vještina laganog 'rukovanja' qbitima doći upravo sa strane kvantne fizike.

[skeptik]

zlrjgnhh kaže:

Koju knjigu o linearnoj algebri preporucujes za citanje?

Jos ako ima prijevod te knjige i pdf download...

Za početnike preporučam
http://www.amazon.com/Quantum-Comput.../dp/0470096993
Sva potrebna algebra je objašnjena na vrlo elementarnom i pedagoškom nivou.

Naravno, prijevod neke knjige o kvantnoj informatici na hrvatski jezik nećeš naći.

Ako hoćeš free pdf, a ne znaš kako ga naći, javi mi se na PM.

[skeptik]

wand_1 kaže:

Znači, napisati algoritam, ajde, može bilo tko a da to inače radi za klasične kompjutere, samo ne vidim da su imalo korisni zasad.

Naravno. Nema koristi od softvera ako nemaš hardver. A iole ozbiljnjiji hardver za kvantne kompjutere, po svemu sudeći, nećemo još dugo imati. Pojednostavljeno govoreći, to je teško napraviti zbog istog razloga zbog kojeg je teško napraviti Schrodingerovu mačku u superpoziciji žive i mrtve.

[wand_1]

skeptik kaže:

Naravno. Nema koristi od softvera ako nemaš hardver. A iole ozbiljnjiji hardver za kvantne kompjutere, po svemu sudeći, nećemo još dugo imati. Pojednostavljeno govoreći, to je teško napraviti zbog istog razloga zbog kojeg je teško napraviti Schrodingerovu mačku u superpoziciji žive i mrtve.

Ma ne čini mi se ni da su algoritmi sami od sebe previše korisni čak ni da imaš hardver...dobro, jesu za faktorizaciju i slične probleme, ali ovo drugo slabo, ne vidim prednost.

A hardver je priča za sebe, pa ne postoji čak niti neka dominantna arhitektura, svak radi po svome. Ovaj adiabatski mi se čini spor i 'od oka', ovaj s logičkim vratima ima hardverski problem...Najbolja nada mi se čini taj s anyonima, topološki. Te bi 'pletenice' bile dosta stabilne, pa bi se mogla raditi vrata i dalje sve kako ide i kod klasike...

[wand_1]

skeptik kaže:

Za početnike preporučam
http://www.amazon.com/Quantum-Comput.../dp/0470096993
Sva potrebna algebra je objašnjena na vrlo elementarnom i pedagoškom nivou.

Nisam ovo čitao...imam negdje na Nooku sad onu Quantum computing since Democritus, ali što je sve tu izmiksao Aronson, haha...baš ko da je napravio c/p svog bloga..

Naravno, prijevod neke knjige o kvantnoj informatici na hrvatski jezik nećeš naći.

Fali ti jedna riječ...nećeš naći - nikad

Ako hoćeš free pdf, a ne znaš kako ga naći, javi mi se na PM.

Zajebani ste hakeri s tim knjigama...zamisli tek da imate kvantni kompjuter pa probijete šifre, ej..

[skeptik]

wand_1 kaže:

Ma ne čini mi se ni da su algoritmi sami od sebe previše korisni čak ni da imaš hardver...dobro, jesu za faktorizaciju i slične probleme, ali ovo drugo slabo, ne vidim prednost.

Dobar point!