IBM Nighthawk кванттық процессоры сынақтан өтті: бөлшектер физикасы және киберқауіпсіздік
Зерттеушілер тобы бірқатар эксперименттер жүргізді, оның барысында IBM Nighthawk кванттық процессоры екі түбегейлі әртүрлі жүктемеге ұшырады: элементар бөлшектердің өзара әрекеттесуін модельдеу және зиянды желілік трафикті сүзу. Бұл жай ғана өнімділік сынағы емес, қазіргі заманғы кванттық жүйелердің қолданбалы есептерді шешуге нақты жарамдылығын бағалау әрекеті.
Кубиттердегі физика: нуклон-антинуклондық өзара әрекеттесуді модельдеу
Бірінші экспериментте ғалымдар абстрактілі есептеулермен шектелмеді. Олар Nighthawk-та нуклон мен антинуклонның өзара әрекеттесуін сипаттайтын кванттық хромодинамиканың (QCD2) жеңілдетілген моделін жүзеге асырды. Тапсырма спиндік тізбекке бөлініп, процессорда іске қосылды. Негізгі нәтиже – алынған өзара әрекеттесу потенциалы күтілетін тартылысты көрсетті және классикалық симуляциялар мен дәл диагонализация деректерімен сәйкес келді. Әдіснама ерекше назар аударуға тұрарлық: авторлар құрылымдық қателерді өтеуді қолдана отырып, шулы кванттық деректерден пайдалы сигналды ала алды.
Киберқауіпсіздік: DDoS-пен кванттық күрес
Екінші жағдай нақты секторға әлдеқайда жақын. Зерттеушілер заңды қосылыстардың жұмысын бұзбай, зиянды DoS- және DDoS-трафикті заңды трафиктен бөлу міндетін қойды. Ол үшін олар honeypot-жүйелерінің журналдарын пайдаланды және сүзу тапсырмасын графтық оңтайландыруға айналдырды. Шешім кванттық жуықталған оңтайландыру алгоритмі (QAOA) көмегімен ізделді.
Сынақтар барысында 16-дан 110 оқиғаға дейінгі әртүрлі күрделіліктегі графтар қолданылды. Ең үлкен граф (110 түйін және 181 қыр) IBM Quantum Network-тің үш түрлі бэкендінде іске қосылды. Нәтижелер Nighthawk ең аз екікубиттік операцияларды қажет ететінін және ең аз компиляция үстеме шығындарын көрсеткенін көрсетті. Алайда, қорытынды мақсатты метрика бойынша көшбасшы Heron архитектурасындағы процессор болды.
Қорытындылар мен перспективалар
Екі жұмыстың авторлары да «кванттық үстемдікке» қол жеткізу туралы сөз болмайтынын атап көрсетеді. Бұл эксперименттер – қазіргі заманғы кванттық жүйелердің есептеу дәлдігі де, шуға төзімділігі де маңызды болып табылатын тапсырмаларға қаншалықты жарамды екенін көрсететін қолданбалы бенчмарк. Біз Nighthawk-тың компиляцияның тамаша тиімділігін көрсететінін көріп отырмыз, бұл масштабтау үшін өте маңызды. Алайда, киберқауіпсіздікте немесе жоғары энергия физикасында нақты енгізу үшін қателік деңгейін одан әрі төмендету және логикалық кубиттер санын арттыру қажет болады. Дегенмен, осындай деңгейдегі есептерді сәтті шешу фактісінің өзі – маңызды алға қадам.