Latvijā kvantu datoru nebūvēs, taču kvantu algoritmus padziļināti gan pēta
Foto: LETA

Latvijas Universitātes (LU) Datorikas fakultātes Kvantu datorzinātnes centrs sadarbosies ar informācijas tehnoloģiju uzņēmumu "Accenture", lai padziļināti pētītu kvantu algoritmu pielietojumu dažādās jomās. Ar centra vadītāju profesoru Andri Ambaini LU žurnāla "Alma MAter" 2021. gada vasaras numurā sarunājas Māris Zanders.

Saturs turpināsies pēc reklāmas
Reklāma

Publiski izskanējušajā informācijā formulējums ir "kvantu algoritmu pielietojums dažādās jomās". Kas ir šīs jomas – kvantu kriptogrāfija, kvantu datori, citi varianti?

Runa ir par kvantu datora pielietojumu dažādās jomās. Piemēram, ķīmijas problēmu modelēšanā vai transporta plūsmu plānošanā un, protams, arī citās jomās. "Accenture" ir virkne tēmu, par kurām uzņēmums interesējas, un tiek pieļauts, ka kvantu algoritmi te varētu būt noderīgi.

Lai gan ir lasīts, ka Mūra likums nav akmenī iecirsts, arī "tradicionālo" datoru jaudas palielinās. Vismaz pagaidām. Kas tie ir par datu apjomiem, darba uzdevumiem, kuriem tomēr ar šo "parasto" datoru nepietiek, un tāpēc jālūkojas kvantu datora virzienā?

Te būtu pareizāk runāt nevis par datu apjomu, bet par situācijām, kad pats skaitļošanas process ir sarežģīts un laikietilpīgs. Skaidrs piemērs ir kvantu ķīmijas modelēšana ar absolūtu precizitāti. Ļoti vienkāršoti izsakoties, ķīmiski procesos notiek mijiedarbība starp atomu kodoliem un elektroniem, to apraksta kvantu fizika. Var uzrakstīt vienādojumus, tomēr, ja šajos vienādojumos ir iesaistīti vairāk nekā 50 vai 100 elektronu, šos vienādojumus uz "parastā" datora atrisināt vairs nevar.

Ko kvantu dators var līdzēt transporta plūsmu modelēšanā?

Piemēram, var būt vajadzība palīdzēt "Latvijas Valsts mežiem" saplānot, kā izvest kokus ar iespējami mazākiem resursiem. Cits hipotētisks gadījums – kā saplānot taksometru plūsmu lielā pilsētā.

Latvijā kvantu datoru nebūvēs, taču kvantu algoritmus padziļināti gan pēta
Foto: LETA

Man kā cilvēkam ar citu domāšanas stilu ir liels kārdinājums jums teikt tā: jūs jau varat ar kvantu datoru modelēt, bet tad iznāk aitu bars uz šosejas...

Ja mēs paliekam pie piemēra ar koku izvešanu, šis process galu galā tiek modelēts un plānots arī tagad, bez kvantu algoritmiem.

Novirzes vienmēr ir iespējamas, tomēr, ja plāns ir efektīvs, tad arī noviržu gadījumā tas vienalga būs noderīgāks nekā plāna neesamība.

Vai kvantu datora spēju darboties ar ļoti lieliem datu apjomiem, turklāt ātrāk, nekā to dara "parastie" datori, var "ielikt" kontekstā ar pēdējo gadu laikā tik populāro tēmu "mākslīgie neirotīkli un to apmācīšana"? Ja pareizi saprotu, mākslīgo neirotīklu apmācīšana ir saistīta ar datu apjomu, kas tiek piedāvāti "apsmadzeņošanai".

Tas ir, kā dažkārt saka, miljardu vērtais jautājums. "Kvantu mašīnmācīšanās" ir viens no populārākajiem "pasvordiem" manā nozarē (smejas). Ar šo tēmu strādā daudzi, tomēr stingri matemātiski pierādītas priekšrocības nav. Ir daudz eksperimentu, bet mēs vēl īsti nezinām, cik liela būs šī kvantu priekšrocība. Mašīnmācīšanās ir ļoti aktuāla, un, ja kvantu datori varētu izveidot labāku modeli, tas būtu pielietojami. Modeļu telpa ir ļoti liela, "pārlasīt" visus modeļus uz "parastā" datora nav iespējams.

Sadarbība paredz to, ka "Accenture" investē apmēram 100 000 eiro. Vai es pareizi saprotu, ka tas dos iespēju mūsu pētniekiem strādāt ar iekārtām, kādu Latvijā nav?

Es gan gribētu uzsvērt, ka sadarbībai nav tikai finansiālais aspekts. "Accenture" ir zinātnieku kolektīvs, un sadarbība ļaus labāk noskaidrot, kas ir aktuāls šajā zinātniskajā kopienā, kas ir praktiskāka par mani. Tā būtu iespēja manai komandai saskarties ar citām pētniecības problēmām un citiem zinātniekiem. Un – jā, tā nozīmē arī piekļuvi eksperimentālām kvantu ierīcēm.

Šķiet, tas arī ir loģisks risinājums, jo diez vai mums būtu jāsapņo, ka paši Latvijā atradīsim līdzekļus kvantu datora izveidei.

Jā. Mēs šādu datoru nebūvēsim, un arī "Accenture" to nedarīs. Uzņēmums pērk skaitļošanas laiku. Mani sadarbības partneri akadēmiskajās aprindās Lielbritānijā un Nīderlandē ir strādājuši ar lieliem uzņēmumiem, piemēram, kontekstā ar veselības aprūpes jomu. Latvijā šis būs pirmais gadījums.

Ja mēs runājam par praktisku pielietojumu, vēlos tomēr uzzināt jūsu viedokli par kvantu kriptogrāfiju, jo lieki teikt, cik nozīmīga ir kļuvusi saziņas drošība, lietojot elektroniskās ierīces. Vai kvantu kriptogrāfijas pārākums par citām kriptogrāfijas formām ir, ja tā var teikt, a priori, jo tā ir kvantu kriptogrāfija? Vai arī būs parastā sacensība – vieni izdomā jaunu šifrēšanas formu, citi to "atlauž", pirmie domā nākamo, vēl drošāku.

Piekrītot pirmajai atbildes versijai, es teiktu tā: jā, ir tāda pakāpe, kuru sasniedzot kvantu kriptogrāfija kļūst principiāli "neatlaužama". Pagaidām šī pakāpe vēl nav pilnībā sasniegta, tomēr mēs esam tai diezgan tuvu. Citiem vārdiem sakot, runa ir par to, cik perfekti notiek implementācija, vai šo implementāciju var nosertificēt, dodot garantiju. Pagaidām mēs esam tādu implementāciju līmenī, kurā mums ir jātic, ka nav nekādu blakus signālu.

Tags

Datorzinātne Accenture Kvantu fizika Latvijas Universitāte
Publikācijas saturs vai tās jebkāda apjoma daļa ir aizsargāts autortiesību objekts Autortiesību likuma izpratnē, un tā izmantošana bez izdevēja atļaujas ir aizliegta. Vairāk lasi šeit.

Comment Form