Не кинокритик. Не палеонтолог. (plakhov) wrote,
Не кинокритик. Не палеонтолог.
plakhov

Categories:

machine-learning-with-quantum

Две недели назад в Google Official research blog была опубликована запись о сотрудничестве с компанией D-Wave, а конкретнее, об опыте применения квантового компьютера в задачах классификации изображений. Пост содержал примечательную фразу "in our experiments we observed that this detector performs better than those we had trained using classical solvers running on the computers we have in our data centers today".

Все это одновременно пугало и воодушевляло, и вызвало желание разобраться, что конкретно было сделано. Благо, пост содержал ссылки на статьи, в которых и метод машинного обучения, и сами эксперименты были описаны в подробностях.

Мой вывод вкратце: прорыва не случилось; маркетинг Google, кажется, совершил ошибку, "вписавшись" за D-Wave. Технические подробности в следующем посте.

Здесь немного пояснений для неспециалистов - чем квантовый компьютер отличается от обычного, и какое именно чудо нам обещали.

Электронные вычислительные машины стали привычными устройствами и никого, в общем, не удивляют. Никого не удивляет и прогресс в этой области. Десять лет назад вычислительная мощность компьютеров стабильно удваивалась каждые полтора года, и к этому все привыкли. Сейчас это уже не совсем так, но в рейтинге суперкомпьютеров продолжают появляться новые, более мощные, домашние устройства становятся удобнее, дешевле, мобильнее, обрастают ядрами процессора и специализированными картами для расчетов графики, физики, и т.д. и т.п.

Но квантовый компьютер - совсем не следующий шаг в этой линейке. Он не является ни заменой привычным электронным, ни их развитием. Это самостоятельный класс устройств. Пока что придумано, как на нем решать только некоторое небольшое количество задач, но зато с такой скоростью, которая обычным компьютерам в принципе недоступна. Крайне упрощая: существуют задачи, которые "обычный" суперкомпьютер современными методами будет решать миллион лет, а квантовый решит за секунду. Сами по себе такие задачи довольно редкие, в быту не особенно полезные, а многие из них решать вообще не стоило бы.

Например, появление полноценных квантовых компьютеров означало бы необходимость полностью переделать современные схемы шифрования и электронной безопасности, так как "взлом" современных шифров после этого становится тривиальным. А ведь современная криптография - давно никакая не военная экзотика; на ее основе работают, например, соединение по протоколу https с веб-сайтами банков и интернет-магазинами, шифрование разговора по Skype, Java-апплеты, наконец, обычные банкоматы. Нет, ну и военные/спецслужбистские переговоры все-таки тоже, конечно.

Вырисовывается аналогия с ядерной энергией. Ядерные электростанции - это, конечно, здорово, но на самом деле все понимают, по каким причинам в прошлом веке в развитие соответствующих областей физики и инженерного дела вкладывались такие силы и средства.

Часть заявки Google и D-Wave состояла в том, что они смогли придумать для квантовых компьютеров "мирное применение" в реальных повседневных задачах распознавания и классификации изображений (и не только). Это было бы само по себе замечательно. Те самые "ядерные электростанции".

Но основным достижением было, конечно, то, что статьи и результаты якобы демонстрировали применение полноценного работающего квантового компьютера "почти промышленного" качества.

И вот тут начинается самое интересное. Дело в том, что, в отличие от обычного компьютера, квантовый - устройство совершенно магическое. Электронная вычислительная машина является, по сути, просто разогнанным в миллиард раз механическим арифмометром. За счет этого "умножения на миллиард" она выглядит очень умной и начинает уметь что-то нетривиальное, но логику ее работы все-таки можно понять от и до и объяснить "на пальцах", используя для этого всем привычные аналогии - счёты, шестеренки, etc.

А вот никакого аналога квантового компьютера в "обычной жизни", видимо, нет, и быть не может (я здесь не хочу говорить о сверхновой религии некоторых физиков, произвольно объявляющих мозг разновидностью квантового компьютера). Это такой хак Матрицы, он серьезно использует тот факт, что "все вокруг совсем не такое, каким кажется".

Все попытки построить подобное устройство пока что выглядят достаточно жалко. Серьезными достижениями считаются прототипы прототипов прототипов, вроде последнего Йельского сверхпроводникового, на два кубита. На фоне этого многочисленные пресс-релизы D-Wave выглядят фантастически, и подтверждение их серьезности со стороны Google было как гром среди ясного неба. Жаль, что увы и ох.

Дальнейшие ссылки по теме для тех, кто хочет почитать об этом без математики и без технических подробностей:
Tags: 2017, search
Subscribe

  • Где как справляются с пандемией

    Аналитики из Financial Times собрали данные по смертности от всех причин по странам и регионам в одну табличку на Гитхабе. Для интересующихся…

  • Про аргументы и факты

    Мне всегда любопытно, что творится в головах у спорщиков, когда кто-то из них находит красивый и наглядный пример, на первый взгляд, в поддержку…

  • Онлайн-тест Плахова

    Представьте себе некий давний спор. Такой, за которым вы -- прямо или косвенно -- провели онлайн бесчисленные часы; много читали википедию, и даже…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 38 comments

  • Где как справляются с пандемией

    Аналитики из Financial Times собрали данные по смертности от всех причин по странам и регионам в одну табличку на Гитхабе. Для интересующихся…

  • Про аргументы и факты

    Мне всегда любопытно, что творится в головах у спорщиков, когда кто-то из них находит красивый и наглядный пример, на первый взгляд, в поддержку…

  • Онлайн-тест Плахова

    Представьте себе некий давний спор. Такой, за которым вы -- прямо или косвенно -- провели онлайн бесчисленные часы; много читали википедию, и даже…