Anonim

Google "Quantum Computing Playground " umožňuje hýbat s kvantovými algoritmy

Počítače

Dario Borghino

26. května 2014

Google "Quantum Computing Playground " umožňuje vědcům počítačů seznámit se s kvantovými algoritmy (Image: Google)

Společnost Google právě zahájila nové integrované vývojové prostředí založené na webu (IDE), které umožňuje uživatelům psát, spouštět a ladit software, který využívá kvantové algoritmy. Tento nástroj mohl počítačovým vědcům umožnit, aby zůstali před zápasem a seznámili se s mnoha zvláštnostmi kvantových algoritmů ještě předtím, než bude vybudován první praktický kvantový počítač.

Proč jít kvantum?

Bez ohledu na to, jak rychle se dostanou klasické počítače, počet kroků, které potřebují k vyřešení daného problému, bude vždy stanoven pravidly, které nám pomáhají intuitovat. Řekněme například, že máte seznam hostů se sto jmény napsanými v žádném konkrétním pořadí a že chcete vyhledat konkrétní jméno v seznamu. Musíte se podívat na jména jeden po druhém, porovnat každý s jménem, ​​který hledáte, a projít celým seznamem v případě potřeby (v průměru to bude trvat padesát "pokusů " najít zápas, ne více a méně).

Pokud však máte na své straně kvantovou mechaniku, můžete trochu roztáhnout pravidla. To je to, co činí kvantové počítače tak zvláštním: ačkoli jsou dokonale schopni provádět stejné algoritmy jako klasický počítač, mohou také využít některé "zvláštní chování", které se dějí pouze u nejmenších stupnic, jako je zapletení a superpozice kvantové stavy, aby nám velmi dramatické urychlení.

Hledání takového seznamu pomocí kvantového algoritmu by například mělo několik "pokusů" úměrné druhému odmocninu počtu položek v seznamu, namísto poloviny tohoto čísla jako předtím. Čím je seznam delší, tím větší je rychlost. V jiných kvantových algoritmech jsou zrychlení ještě dramatičtější. Například velmi oblíbená metoda RSA pro šifrování dat je založena na faktu, že fakturování velmi velkých čísel je výpočetně extrémně obtížné, ale s kvantovým počítačem, rozbití šifrování se stává téměř triviální.

Kvantové hřiště

Společnost Google nyní uvedla do provozu "Quantum Computing Playground", webové rozhraní IDE, které vám umožní hrát s kvantovými algoritmy pro sebe pomocí ad-hoc skriptovacího jazyka nazvaného "qScript." Použití rozhraní, které simuluje Kvantový počítač se zrychleným GPU, můžete psát programy, kompilovat je, ladit a spouštět, a to vše z prohlížeče Chrome.

Software dokáže simulovat kvantové registru až do 22 kvantových bitů (a to není dost, aby to mohlo způsobit šifrování RSA), může spustit demo Grover's (rychlé vyhledávání) a Shor's (rychlá faktorizace čísel ) a mohou vizualizovat výsledky jako 2D a 3D grafy, ve kterých každý sloupec představuje nadřazení qubits, zatímco jejich barva nebo výška představují amplitudu a fázi dané superpozice.

Pokud se pokusíte zkompilovat a poté spustit ukázky kódu, všimnete si něco, co by vás mohlo zbavit: stejný kód někdy vrátí různé výstupy. Většina kvantových algoritmů je pravděpodobné, což znamená, že vracejí správný výsledek jen s vysokou pravděpodobností, ale bez deterministické jistoty. V praktickém nastavení je třeba několikrát spustit stejný algoritmus, abyste se ujistili, že máte správnou odpověď.

Bohužel online průvodce, který společnost Google poskytuje pro jazyk qScript, není příliš komplexní, takže budete potřebovat alespoň nějakou znalost vývoje softwaru a způsobu, jakým kvantová brána funguje, aby získala co nejvíce z toho.

Zdroj: Google

Google "Quantum Computing Playground " umožňuje vědcům počítačů seznámit se s kvantovými algoritmy (Image: Google)

Chcete čistší, rychlejší načítání a bez čtení reklam?
Vyzkoušejte nový Atlas Plus. Objednejte nyní pouze za 19 USD ročně.

Doporučená Redakce Choice