Изложены перспективы и проблемы использования квантовых компьютеров (КК) и квантовых процессоров-ускорителей (КвУ), объединенных квантовыми каналами связи, в информационных технологиях ( ИТ ). Отмечено, что теоретической основой ИТ являются информатика ( computer science) и теория управления ( control science ). Показано, что в связи с завершением развития кремниевых технологий и появлением первых коммерчески доступных КК и КвУ в вычислительной технике ( ВТ ) начинается квантовая революция. Предпринимаются попытки разработки КК и КвУ с использования технологий, отличных от кремниевых. Приведены и проанализированы существующие опасения относительно чудовищных мощностей будущих КК и КвУ.
Идентификаторы и классификаторы
Ранее еще одна международная исследовательская группа из Австралии, США и ЮАР добилась революционного прорыва в разработке КК, создав экспериментальный ионный кристалл, способный работать как КК [19]. Этот КК представляет собой “300 атомов бериллия, плавающих в пространстве ловушки Пеннинга”. На начало 2012 г. это было рекордом. Столько взаимодействующих друг с другом элементов пока не создавалось. Как утверждает М. Биркак (M. Biercuk), один из разработчиков этого КК из университета Сиднея, его потенциальная вычислительная мощность превышает мощность любого существующего на данный момент компьютера примерно в 1080 раз. Биркак приводит такое сравнение: классический компьютер, равный по вычислительной мощности квантовому, должен быть размером со Вселенную. Напомним, что по современным оценкам физиков число элементарных частиц в наблюдаемой Вселенной приблизительно равно 1078 . Подчеркнем, что ионный кристалл австралийцев меньше 1 мм2 .
Список литературы
1. Пархоменко П. П., Правильщиков П. А. Диагностирование программного обеспечения // Автоматика и телемеханика. 1980. № 1. С. 103-121.
2. Андерсон Р. Доказательство правильности программ / Пер. с англ. - М.: Мир, 1982. - 168 с.
3. Правильщиков П. А. Доказательство теорем с помощью квантового генератора тестов // Информационные технологии в проектировании и производстве. 2015. № 3. С. 77-87. EDN: UXQALT
4. Правильщиков П. А. Квантовый генератор тестов как основа доказательства теорем с использованием квантовых D-алгоритмов // Информационные технологии в проектировании и производстве. 2015. № 4. С. 32-41. EDN: VOKMRP
5. Крэндалл Р., Померанс К. Простые числа: Криптографические и вычислительные аспекты /Пер. с англ. / Под ред. Чубарикова В. Н. - М: УРСС: Книжный дом “ЛИБРОКОМ”, 2011. - 664 с.
6. Орликовский А.А. Кремниевая транзисторная наноэлектроника // Изв. вузов. Электроника. 2006. № 5. С. 35-44. EDN: HVBDQB
7. Каку М. Физика будущего / Пер. с англ. 3-е изд. - М.: Альпина нон-фикшн, 2014. - 584 с.
8. Hiramoto M., Saitoh I., Tsutsui G. Emerging nanoscale silicon devices taking advantage of nanostructure physics // IBM J. Research and Development. 2006. V. 50. No. 3. P. 411-418.
9. Вайнленд Д. Дж. О суперпозиции, перепутанности и о том, как вырастить кота Шредингера // Успехи физических наук. 2014. Т. 184. № 10. С. 1089-1100. EDN: STFRZP
10. https://hi-tech.mail.ru/news/qubit-of-different-ions/.
11. Нильсен М., Чанг И. Квантовые вычисления и квантовая информация / Пер. с англ.- М.: Мир, 2006. - 824 с.
12. Валиев К. А., Кокин А. А. Квантовые компьютеры: надежды и реальность. - Москва-Ижевск: НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”, 2002. - 320 с.
13. Яу Ш., Надис С. Теория струн и скрытые измерения Вселенной. - СПб.: Питер, 2015. - 400 с.
14. Шестакова К. Прорыв: российские ученые приблизились к созданию квантового компьютера. http://wwwi-tech.mail.ru/news/mfti-two-qubit-system.
15. Шах А. IBM рапортует об успехах в создании квантовых компьютеров. http://www.computerworld.ru/articles/ IBM-raportuet-ob-uspehah-v-sozdanii-kvantovyh-kompyuterov.
16. Wadhwa V. Washington Post: Quantum computing is about to overturn cybersecurity’s balance of power. http://www.dwavesys.com/media-coverage/washington-post-quantum-computing-about-overturn-cybersecurity%E2%80%99s-balance-power.
17. Metz C. For Google quantum computing like learning to fly. http://www.dwavesys.com/media-coverage/wired-google-quantum-computing-learning-fly.
18. Ллойд С. Программируя Вселенную: Квантовый компьютер и будущее науки / Пер. с англ. - М.: Альпина нон-фикшн, 2013. - 256 с.
19. Britton J. W., Sawyer B. C., Keith A. C., et al. Engineered two-dimensional Ising interactions in a trapped-ion quantum simulator with hundreds of spins //Nature. 2012. V. 484, Is. 7395. P. 489-492.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Проанализированы методы моделирования сложных технических систем, применяемые в расчетно-теоретических обоснованиях конструктивно-технологических решений машиностроительных производств. Популярный в схемотехнике метод моделирования путем создания моделей электрических эквивалентов является лишь частным случаем более общего метода графовых схем. Эти представления рассчитываются компьютерными программными комплексами, в которых применены методы матричного анализа. Моделирование подразумевает обязательное разложение изучаемой системы на подсистемы с их последующим сложением в одном изделии. В машиностроительном проектировании это называется методом синтеза проектных решений. Такие исследования выполняются при построении моделей для технологического прогнозирования процессов изготовления и эксплуатации изделий.
Рассмотрены вопросы повышения качества и эффективности производственных процессов современного предприятия. Предложена методология “бережливого производства” для создания инновационного предприятия. Показана необходимость графического изображения производственных процессов предприятия. Представлены аргументы в пользу идентификации потерь, приводящих к неоправданным затратам. Рассмотрены методы снижения воздействия или полного устранения потерь с целью повышения эффективности предприятия. Указаны основные количественные экономические показатели, используемые для анализа потока ценностей. Основное внимание уделено анализу методов повышения качества продукции, процессов и конкурентоспособности предприятия в целом. Материал ориентирован на руководителей промышленных предприятий. Он полезен руководителям производственных отделов и отдела управления качеством.
Рассмотрены перспективы и проблемы использования квантовых алгоритмов, в частности квантовых алгоритмов моделирования в информационных технологиях ( ИТ ), в задачах управления ( control science ) и задачах информатики ( computer science ). Изложены проблемы использования ИТ в процессе решения задач управления в технике, в обществе и в живых организмах (прежде всего в задачах моделирования мозга). Продемонстрированы попытки разработки квантовых компьютеров (КК) и квантовых процессоров-ускорителей ( КвУ ) с использованием технологий, отличных от кремниевых. Приведены и проанализированы существующие опасения относительно огромных мощностей будущих КК и КвУ.
Управляющими параметрами теплового процесса сварки полипропиленовых труб при температурах воздуха ниже нормативных являются продолжительность предварительного подогрева и охлаждения для выравнивания температур и размеры теплоизоляционной камеры. Предлагаются методики определения управляющих параметров из условия протекания теплового процесса при низких температурах по закономерности близкой динамике температурного поля при сварке в условиях допустимой температуры окружающего воздуха.
Рассмотрены тенденции в области проектирования отечественных электрических соединителей. Описаны требования, предъявляемые к пластмассовым деталям. Выполнено сравнение традиционной методики расчета технологической оснастки и современного подхода с применением компьютерных систем.
Обоснован новый подход к разработке САПР ТП механической обработки новых изделий. Задачи, решаемые инженером-технологом, разбиты на типовые и интеллектуальные. Предложен математический аппарат решения типовых задач, и разработан исходный код программных модулей для его реализации. Рассмотрена возможность использования аппарата теории множеств и технологического размерного анализа для решения интеллектуальных задач. Разработан исходный код опытной версии САПР ТП с интерактивным графическим вводом содержания размерных схем технологического процесса.
Рассмотрена принципиальная возможность упрощения сложного описания, синтеза и внедрения моделей деятельности предприятия как системы целеориентированных процессов. Синтез моделей с подчиненными процессами основан на декомпозиции целей, требований и соответствующих им процессов с использованием концепций CALS и ПиК, методов познания и описания IDEF0 и IDEF1X.
еталлических трубах из стали Х18Н10Т, возникающих в режимах термоциклирования при многократном пропускании по трубе нагретого воздушного потока: общая относительная деформация образца, как и величина локальной деформации, изменяется на уровне 10-3; величина термоупругих напряжений ~ 300 МПа. Результаты моделирования напряженно-деформированного состояния цилиндрического держателя тензодатчика из стали 40Х2Н2МА под действием равномерно распределенной нагрузки (прикладываемая сила ~ 20 тс) показывают, что максимальные по величине напряжения и деформации возникают на площадке пятна контакта купола держателя с силопередающей плитой, а минимальные - в плоскости фиксации держателя. Модели и результаты расчета подготовлены в среде компьютерного моделирования ANSYS.
Приведены результаты спектрального анализа диагностических сигналов, полученных методами функциональной электрофизической диагностики при физико-механических испытаниях проводниковой меди на растяжение. Применялись методы дискретного преобразования Фурье, непрерывного вейвлетного преобразования и гармонического анализа. Особенности спектральных характеристик исследовались с помощью функций временных окон Ханна, Хемминга и Гаусса путем сдвига параметров окна относительно начала координат. Наибольшие искажения спектра диагностического сигнала наблюдались при использовании окна Ханна. Результаты спектрального анализа были смоделированы на макете виртуального прибора.
Предложены схема, этапы и способы экспериментально-графической идентификации параметров системы массового обслуживания.
Издательство
- Издательство
- НТЦ ОК "КОМПАС"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 125424, город Москва, Волоколамское ш., д. 77
- Юр. адрес
- 125424, город Москва, Волоколамское ш., д. 77
- ФИО
- Лукашук Владимир Евгеньевич (ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- secretariat@ntckompas.ru
- Контактный телефон
- +7 (495) 4915797
- Сайт
- https://ntckompas.ru