Autor Wątek: Pierwszy komercyjny komputer kwantowy  (Przeczytany 5666 razy)

0 użytkowników i 1 Gość przegląda ten wątek.

Offline haael

  • Starszy Gildii
  • *******
  • Wiadomości: 10 000
  • Total likes: 0
  • Płeć: Mężczyzna
  • Polska polska nie ciapolska.
Pierwszy komercyjny komputer kwantowy
« dnia: Maj 31, 2011, 06:21:27 pm »
Firma D-Wave sprzedała firmie Lockhed Martin pierwszy komercyjny komputer kwantowy. Według informacji producenta posiada on 128 qbitów i do poprawnej pracy musi być umieszczony w ekranowanym kriogenicznym pomieszczeniu o powierzchni 10m².

Nadchodzą z pewnością ciekawe czasy, bo komputery kwantowe będą zdolne w jednej chwili złamać wszystkie obecnie stosowane szyfry elektroniczne. Czyli dla dysponenta takiego komputera nie jest żadnym problemem odszyfrować każdą kartę płatniczą na świecie, podszyć się pod dowolny bank przez "bezpieczne połączenie" lub odszyfrować wszystkie najtajniejsze dane każdego wywiadu dowolnego państwa - i to bez przesady. Oczywiście możliwe jest zaprojektowanie "kwantowego algorytmu kryptograficznego", którego złamanie nie będzie możliwe nawet na komputerze kwantowym, ale do samego zaszyfrowania wiadomości potrzebny będzie komputer kwantowy. Świat podzieli się zatem na dwie warstwy - posiadaczy komputerów kwantowych oraz tych, którzy ich nie mają. Ci pierwsi będą mieli pełny wgląd we wszystkie zaszyfrowane dane tych drugich. Nie mam najmniejszych wątpliwości, że zaraz w kolejce po takie cacko ustawią się rządy większych państw.

O ile klasyczne komputery są w przybliżeniu tzw. deterministycznymi maszynami Turinga, to komputer kwantowy jest czymś trochę słabszym od niedeterministycznej maszyny Turinga - i czytałem artykuł, że pełna niedeterministyczna maszyna Turinga wymagałaby możliwości podróży w czasie. Tak czy owak, i tak mamy skok jakościowy.

Jednostką, w której liczy się wydajność komputerów kwantowych są qubity. Qubit to taki układ fizyczny, który może być przez długi czas utrzymywany w stanie superpozycji kwantowej: może on przykładowo jednocześnie przechowywać wartość 0 i 1, tak jak kot Schroedingera może być jednocześnie żywy i martwy. Komputer kwantowy ma tyle "pamięci" w klasycznym sensie, ile wynosi 2 do potęgi ilości qubitów. Każdy qubit można też w przybliżeniu traktować jako jeden procesor - ale tylko w przybliżeniu, bo jak wspomniano, komputer kwantowy nie jest "pełną" niedeterministyczną maszyną Turinga. Obliczenia na qubitach są niejako wykonywane równolegle, czyli mając 128 qubitów i wykonując na nich jakiś algorytm, wykonujemy go jednocześnie na wszystkich możliwych ciągach 128-bitowych. Niestety (a może stety) poszczególne instancje algorytmu nie mogą się ze sobą komunikować. Sam algorytm nie może też trwać za długo, bo szum termiczny z zewnątrz komputera zniszczy po jakimś czasie stan obliczeń. Myślę, że właśnie ten parametr producenci będą teraz poprawiać.

Od wielu dziesięcioleci wydajność komputerów rośnie wykładniczo, zgodnie z prawem Moore'a. I chociaż już wiele razy wieszczono jego kres, ponieważ konstruktorzy napotykali nieprzekraczalne fizyczne bariery, to zawsze do tej pory jakiś wynalazek pozwalał kontynuować ten trend. Istnieje więc możliwość, że prawo Moore'a będzie obowiązywać jeszcze przez wiele lat i kto wie, gdzie nas to wszystko zaprowadzi.

Chciałbym w tym miejscu dodać słowo o sztucznej inteligencji. Komputery wprawdzie zwiększają wydajność jak szalone, ale wciąż są strasznie głupie jak na ludzkie standardy. Zatem albo człowiek dysponuje tak niewyobrażalną mocą obliczeniową, że nawet wszystkie dzisiejsze komputery razem wzięte mu nie dorównują, albo ludzka świadomość nie jest po prostu procesem obliczeniowym - i w tą drugą ewentualność ja wierzę. W każdym razie sceptycznie będę patrzył na doniesienia, że "już za kilka lat" komputery nas dościgną i prześcigną.
Prepara tu palo en mano, que hay vienen los hombres malos.
Prepara tu palo hermano, que hay vienen los hombres malos.

Offline Ijon Tichy

  • Słynny gwiazdokrążca.
  • Moderatorzy
  • Radca bracki
  • *
  • Wiadomości: 3 728
  • Total likes: 0
  • Płeć: Mężczyzna
Odp: Pierwszy komercyjny komputer kwantowy
« Odpowiedź #1 dnia: Maj 31, 2011, 08:25:11 pm »
Czytałem, ale byłem na zajęciach i nie mogłem od razu tu wlepić.

Pytanie co oni z tym zrobią? Tzn do czego wykorzystają? Na razie jakoś nie wiem co o tym myśleć...
No bo skoro ma to Lockhead Martnin to czemu czemu nie ma od kiedy to ma ktoś, kto faktycznie będzie łamał szyfry (np kontrwywiad USA)? Więc "bezpieczne połączenie" już nie tylko teoretycznie bezpieczne nie jest...

A z bardziej "fizycznych" pytań: w cenie maszynki jest jakaś obsługa tego? Bo o ile wiem, to tego się nie programuje tak jak PCta.
Uśmiechaj się, zawsze! ;)

Offline haael

  • Starszy Gildii
  • *******
  • Wiadomości: 10 000
  • Total likes: 0
  • Płeć: Mężczyzna
  • Polska polska nie ciapolska.
Odp: Pierwszy komercyjny komputer kwantowy
« Odpowiedź #2 dnia: Czerwiec 01, 2011, 04:32:38 pm »
Cytuj
A z bardziej "fizycznych" pytań: w cenie maszynki jest jakaś obsługa tego? Bo o ile wiem, to tego się nie programuje tak jak PCta.
Tak, jest obsługa. Natomiast programuje się to tak samo, jak peceta. Inna sprawa, że moim zdaniem ta konkretna maszynka ma zaprogramowany jakiś algorytm na stałe i nie da się jej przeprogramować. Na w pełni programowalne komputery kwantowe będziemy musieli jeszcze poczekać.

Cytuj
Pytanie co oni z tym zrobią? Tzn do czego wykorzystają?
Według informacji prasowych - do jakichś symulacji fizycznych.

Cytuj
od kiedy to ma ktoś, kto faktycznie będzie łamał szyfry (np kontrwywiad USA)?
Moim zdaniem kontrwywiad jeszcze tego nie ma, bo to nie jest takie hop-siup, że kupujemy i działa. Ale zamówienie już pewnie złożyli :).

Co do kryptografii post-kwantowej (bo tak się to nazywa).
http://en.wikipedia.org/wiki/Post-quantum_cryptography

Według notki na Wikipedii: algorytmy symetryczne są ponoć bezpieczne. Trochę mi się nie chce w to wierzyć. Algorytmy niesymetryczne nie są bezpieczne, komputer kwantowy złamie je od razu. Istnieją już algorytmy możliwe do zaimplementowania na klasycznym komputerze a nie do złamania na kwantowym.

Jeżeli nauczymy się przesyłać superpozycję kwantową na dalekie odległości, to będzie można stosować tzw. kryptografię kwantową, absolutnie nie do złamania i nie do podsłuchania, chyba że odkryjemy jakieś nowe zjawisko fizyczne, wykraczające poza kwantówkę, które umożliwi podsłuch.

Warto też wspomnieć o bit-coinach, cyfrowej walucie.
Cytat z ich wiki:
Quantum computers would break bitcoin's security

Yes, but quantum computers don't yet exist and probably won't for a while. Bitcoin's security can be upgraded if this were considered an imminent threat.
Moim zdaniem są przygotowani na zabezpieczenie transakcji, natomiast nie są na niekontrolowany "dodruk" bit-coinów przy pomocy komputera kwantowego.
Prepara tu palo en mano, que hay vienen los hombres malos.
Prepara tu palo hermano, que hay vienen los hombres malos.

Offline Ijon Tichy

  • Słynny gwiazdokrążca.
  • Moderatorzy
  • Radca bracki
  • *
  • Wiadomości: 3 728
  • Total likes: 0
  • Płeć: Mężczyzna
Odp: Pierwszy komercyjny komputer kwantowy
« Odpowiedź #3 dnia: Czerwiec 01, 2011, 07:13:49 pm »
Znaczy moja inżynierka napisana w fortranie77 by na tym działała? Normalnie?

Co do bezpieczeństwa, no też nie wierzę...

Więcej poczytam po sesji :/
Uśmiechaj się, zawsze! ;)

Offline haael

  • Starszy Gildii
  • *******
  • Wiadomości: 10 000
  • Total likes: 0
  • Płeć: Mężczyzna
  • Polska polska nie ciapolska.
Odp: Pierwszy komercyjny komputer kwantowy
« Odpowiedź #4 dnia: Czerwiec 01, 2011, 10:53:14 pm »
Cytuj
Znaczy moja inżynierka napisana w fortranie77 by na tym działała? Normalnie?
Tak. Komputery kwantowe można w pewnym sensie traktować jako wieloprocesorowe. Jeżeli Twój dialekt Fortrana ma obsługę wielu rdzeni, to pójdzie na kwantówce.

Mówiąc ściślej, w językach programowania występuje instrukcja "for". Komputery kwantowe są w stanie wykonać ją w jednym kroku. Maksymalny rozmiar pamięci dostępnej dla instrukcji pod pętlą jest określony przez ilość qubitów. Poszczególne iteracje pętli nie mogą od siebie zależeć, nie ma też określonej kolejności wykonywania, bo wszystko jest wykonywane naraz. No i nie możesz skorzystać z wyników obliczeń dla wszystkich wartości; musisz sobie wybrać jeden konkretny wynik.

Mówiąc po matematycznemu, komputer kwantowy rozwiązuje problem spełniania dla kwantyfikatora egzystencjalnego. Możesz mu podać problem: "istnieje takie x, że f(x)", pod warunkiem, że funkcja f jest do rozwiązania na zwykłym, niekwantowym komputerze (albo kwantowym, ale to wymaga większej ilości qubitów na obsługę tejże funkcji). Komputer kwantowy odpowie, czy taki x istnieje a nawet go znajdzie i poda, czyli przeprowadzi dowód konstruktywny.

Sam widzisz, że wystarczy postawić go przed problemem "czy istnieje klucz k rozszyfrowujący wiadomość m", żeby w paru krokach rozwalił każdy szyfr.

To, co napisałem powyżej, dotyczy właściwie nie komputerów kwantowych, tylko niedeterministycznych maszyn Turinga. Same komputery kwantowe są słabsze niż NMT, więc pewnie odpowiednie algorytmy wyglądałyby trochę inaczej.

Tutaj masz przykłady kilku algorytmów kwantowych:
http://pl.wikipedia.org/wiki/Algorytm_kwantowy
Prepara tu palo en mano, que hay vienen los hombres malos.
Prepara tu palo hermano, que hay vienen los hombres malos.

 

anything