IBM Nighthawk кванттық процессоры жауынгерлік сынақтан өтті: элементар бөлшектер физикасы және киберқауіпсіздік
Кванттық есептеулер саласындағы әріптестерім IBM Nighthawk жаңа процессорында бірқатар көрсеткіштік сынақтар өткізді. Бұл жерде абстрактілі «кубит жарыстары» туралы емес, екі түбегейлі әртүрлі қолданбалы есепті шешу туралы сөз болып отыр: бөлшектердің өзара әрекеттесуін модельдеу және зиянды желілік трафикті сүзу. Нәтижелер, менің ойымша, кванттық жүйелердің біртіндеп зертханалық ойыншықтар санатынан бүгіннің өзінде практикалық маңызды нәтижелер бере алатын құралға айналып жатқанын көрсетеді.
Кванттық темірдегі физика: нуклондардың тартылуы
Бірінші есепте ғалымдар тобы кванттық хромодинамиканың (QCD2) жеңілдетілген моделі аясында нуклон мен антинуклонның өзара әрекеттесуін модельдеді. Олар кубиттерді жай «айдаумен» шектелмей, физикалық жүйені спиндік тізбекке бөлшектеп, Nighthawk-та есептеулерді іске қосты. Негізгі нәтиже: алынған өзара әрекеттесу потенциалы күтілген физикалық тартылысты ғана көрсетіп қоймай, сонымен қатар классикалық әдістермен — дәл диагонализация және идеалды симуляциямен — жоғары дәлдікпен сәйкес келді. Шулы деректерден пайдалы сигналды құрылымдық қателіктерді өтеу арқылы алу мүмкіндігі ерекше назар аударуға тұрарлық. Бұл ғылымда кванттық компьютерлерді практикалық қолдану үшін маңызды алға қадам.
Киберқауіпсіздік: DoS-шабуылдарына аң аулау
Екінші сынақ әлдеқайда жердегі, бірақ кем емес маңызды болды. Зерттеушілер honeypot-жүйелерінің (бұзушыларға арналған тұзақтар) журналдарын алып, келесі міндет қойды: қарапайым қосылымдардың жұмысын бұзбай, зиянды DoS- және DDoS-трафикті заңды трафиктен бөлу. Мәселе графтық оңтайландыруға айналдырылды, ол кванттық жуықталған алгоритмнің (QAOA) көмегімен шешілді. Әртүрлі өлшемдегі графтар қолданылды — 16-дан 110 оқиғаға дейін. Ең күрделі нұсқа (110 түйін және 181 қыр) IBM Quantum Network желісіндегі үш түрлі бэкендте сыналды. Мұнда Nighthawk өзінің үздік қасиетін көрсетті: оған ең аз екі кубиттік операция қажет болды, ал компиляцияға кеткен үстеме шығындар минималды болды. Дегенмен, мақсатты метрика бойынша ең жақсы нәтижені Heron негізіндегі процессор көрсетті.
Екі зерттеудің авторлары да шынайы мойындайды: «кванттық үстемдік» туралы әзірге сөз болып отырған жоқ. Олар өз нәтижелерін қолданбалы бенчмарк ретінде ұсынады, бұл заманауи кванттық жүйелердің есептеу дәлдігі де, шуға төзімділігі де өте маңызды міндеттерге қаншалықты жарамды екенін көрсетеді.
Менің пікірім: Мұндай сынақтар — салаға дәл қажет нәрсе. Шексіз уәделердің орнына біз нақты, шектеулі болса да, нәтижелерді көріп отырмыз. Nighthawk кванттық есептеулердің қазірдің өзінде пайдалы бола алатынын дәлелдейді, әсіресе классикалық алгоритмдер тым баяу немесе тиімсіз болатын міндеттерде. Егер бұл үрдіс сақталса, алдағы жылдары біз жекелеген эксперименттерден тауашалық, бірақ өте маңызды салаларда кванттық шешімдерді коммерциялық қолдануға көшудің куәсі боламыз.