Toshiba разработала «квантовые» алгоритмы для запуска на современных компьютерах

Как недавно выяснилось, компании Toshiba не нужно ждать появления квантовых вычислительных систем, чтобы уже сегодня начать решать немыслимые для выполнения на современных компьютерах задачи. Для этого в Toshiba разработаны программные алгоритмы, аналогов которым нет ни у кого.

Впервые описание алгоритма было опубликовано в статье на сайте Science Advances в апреле 2019 года. Тогда, если верить сообщениям, многие эксперты со скептицизмом встретили заявление Toshiba. А суть этого заявления в том, что для решения ряда специфических задач, о которых мы скажем ниже, подойдёт обычное компьютерное «железо» ― серверное, для ПК или связки из видеокарт ― которое будет решать задачи до 10 раз быстрее, чем оптический квантовый компьютер.

После публикации статьи в течение 2019 года Toshiba провела ряд симуляций с использованием «квантового» алгоритма. Как отчитались в компании, на стенде на основе матрицы ПЛИС с 2000 узлами (которые играли роль переменных) и примерно 2 млн межузловых соединений решение вычислялось за 0,5 с. Запуск поиска решения на лазерном (оптическом) квантовом симуляторе решал задачу в 10 раз медленнее.

Эксперименты по симуляции арбитража в валютном трейдинге дали решение всего за 30 миллисекунд с 90-процентной вероятностью совершения прибыльной сделки. Надо ли говорить, что разработка сразу же заинтересовала финансовые круги?

И всё же, Toshiba пока не спешит предоставлять коммерческие услуги с использованием «квантовых» алгоритмов. Если верить декабрьскому сообщению Nikkei, Toshiba планирует создать дочернюю компанию для практического тестирования разработанных алгоритмов в сфере моментальных сделок на валютных биржах. Заодно немного заработает, если алгоритм настолько хорош, как про него рассказывают.

Что касается самого алгоритма, то он представляет собой моделирование (симуляцию) разветвлений или бифуркационные явления в сочетании с такими аналогами в классической механике, как адиабатические и эргодические процессы. Иначе и быть не может. Апеллировать напрямую к квантовой механике алгоритм не может, поскольку работает на классических ПК с фон-неймановской логикой.

Адиабатические процессы в термодинамике подразумевают непроходимые наружу или замкнутые в себе процессы, а эргодичность означает, что систему можно описать по наблюдению за одним из её элементов. В целом алгоритм ищет решения так по называемой комбинаторной оптимизации, когда из великого множества переменных нужно найти несколько оптимальных комбинаций. Прямым вычислением такие задачи решить невозможно. К таким задачам относится логистика, молекулярная химия, трейдинг и многое другое полезное и интересное. Широкое практическое применение своих алгоритмов Toshiba обещает начать в 2021 году. Она не желает ждать 10 или больше лет до появления квантовых компьютеров, чтобы решать «квантовые» задачи.

Источник: