IBM Nighthawk: Бөлшектер физикасы мен киберқауіпсіздіктегі кванттық серпіліс — алғашқы нақты эталондар
Кванттық есептеулер абстрактілі теория болудан қалып отыр. IBM Nighthawk процессорының соңғы сынақтарына жасаған талдауым көрсеткендей, біз практикалық қосымшалар дәуіріне аяқ басып жатырмыз. Екі тәуелсіз зерттеу аясында инженерлер бұл чипті күрделі есептер арқылы өткізді: кванттық хромодинамиканы модельдеу және зиянды трафикті сүзу. Нәтижелер — бұл жай ғана кубиттерді көрсету емес, нақты есептеу құндылығына жасалған алғашқы қадамдар.
Кванттық темірдегі физика: кубиттерден нуклондарға дейін
Бірінші жұмыста команда әдеттегі сынақтардан әрі қарай жылжыды. Абстрактілі алгоритмдердің орнына олар Nighthawk-ты бөлшектер физикасының есебін — QCD2 жеңілдетілген кванттық хромодинамика моделіндегі нуклон мен антинуклонның өзара әрекеттесуін шешуге мәжбүрледі. Жүйе спиндік тізбекке ыдыратылып, процессорда іске қосылды. Алынған өзара әрекеттесу потенциалы күтілетін тартылысты ғана көрсетіп қоймай, сонымен қатар классикалық есептеулермен — дәл диагонализация және идеалды симуляциямен жоғары дәлдікпен сәйкес келді. Негізгі сәт: зерттеушілер қателіктердің құрылымдық өтемі арқылы шулы деректерден пайдалы сигналды ала алды. Бұл Nighthawk-тың идеалдандырылған ортада ғана емес, нақты жағдайларға жақын жағдайда жұмыс істей алатынын көрсетеді.
Киберқауіпсіздік: DDoS-тан кванттық қалқан
Екінші жұмыс — бұл индустрия үшін жердегі, бірақ өте маңызды жағдай. Міндет: заңды қосылымдардың жұмысын бұзбай, зиянды DoS және DDoS трафигін заңды трафиктен бөлу. Зерттеушілер honeypot-жүйелерінің (шабуылдаушыларға арналған жем-ресурстар) журналдарын алып, есепті графтық оңтайландыруға айналдырды. Оны шешу үшін олар кванттық жуықталған QAOA алгоритмін қолданды. Эксперименттерде 16-дан 110 оқиғаға дейінгі графтар пайдаланылды, ең үлкен нұсқасы — 110 түйін және 181 қыр — IBM Quantum Network-тің үш бэкендінде іске қосылды. Мұнда Nighthawk өзінің үздік жағын көрсетті: ол екі кубиттік операциялардың ең аз санын қажет етті және компиляцияның ең аз қосымша шығындарын берді. Салыстыру үшін, Heron негізіндегі процессор жақсы мақсатты метриканы көрсетті, бірақ Nighthawk ресурстар тұрғысынан тиімдірек болды.
Менің талдауым: кванттық артықшылықсыз, бірақ үлкен болашағы бар
Екі жұмыстың авторлары да кванттық артықшылық туралы мәлімдемейді және бұл дұрыс. Бұл сынақтар — қолданбалы бенчмарктар, олар қазіргі кванттық жүйелердің есептеу дәлдігі де, шуға төзімділігі де маңызды есептерге қаншалықты жарамды екенін көрсетеді. Nighthawk өзінің қабілеттілігін дәлелдеді, бірақ классикалық компьютерлерден толық артықшылыққа әлі алыс. Дегенмен, менің ойымша, бұл нарыққа қажет прогресс. Біз кванттық процессорлардың «кванттылықты» көрсетуден физика мен киберқауіпсіздіктегі нақты есептерді шешуге көшкенін көріп отырмыз. Бұл инвесторлар мен әзірлеушілерге сигнал: кванттық есептеулер жай ғана ғылыми қызық емес, құралға айналуда. IBM қарқынды белгілеуді жалғастыруда және мен Heron қоса алғанда, чиптердің келесі буындары бұл бенчмарктарды жаңа деңгейге көтереді деп күтемін.