Hack the Multiverse
О космопорте все написали, но пока что не видел на русском языке ни одной публикации о более важном, на мой взгляд, событии, даже двух. 28 октября открылся первый центр квантовых вычислений, а первого ноября объявили о выпуске первой серийной модели квантового компьютера D-Wave. Хотя эти два события оказались одним, я не в обиде на D-Wave за искусственное дублирование инфоповода - новости оказались более чем стоящими.
Но начну издалека. Возможно, интересующиеся ещё помнят, как лет пять назад канадская компания D-Wave продемонстрировала свой "Орион" - первый 16-кубитный квантовый компьютер, а полгода спустя - уже 28-кубитный. После первого ажиотажа общественность осталась настроенной весьма скептично - научных публикаций почти не было, схему тоже особо не показывали, вопрос о технической реализации оставался более окрытым, чем закрытым. Наконец, результаты просто выглядели нереалистично - никто до этого не мог показать больше двух (вскоре уже восьми, но всё же) сцепленных кубитов, а тут 28. К Ориону был доступ по API, но никто не мог поручится, что за чёртик там возвращал результаты. Несколько раз за эти пять лет я слышал о каких-то презентациях и демонстрациях, проведённых D-Wave, и каждый раз удивлялся, что они ещё на плаву, а удостоверившись, что серьёзных публикаций так и не появилось, вновь терял интерес. Даже заявление от мая сего года о подготовке первого коммерчески доступного квантового компьютера на 128 кубитов не подогрело мой интерес - впрочем, я давно не обращаю особого внимания на планы и концепты.
Оказалось, зря, и именно с этого момента стали появляться публикации с внятным описанием устройства и функций их системы. С ними всё стало намного яснее и прозрачнее, и хотя реальность, конечно, оказалась несколько скромнее пресс-релизов, но и этого оказалось достаточно, чтобы моё недоверие к компании улетучилось почти без следа. Повидимому, не только моё, поскольку тот самый первый серийный квантовый компьютер был за 10 млн долларов куплен компанией Локхид Мартин (инфоповод раз) и установлен в одном из институтов Университета Южной Калифорнии (инфоповод два). По многим причинам, которые, думаю, не нужно и разъяснять, это очень хороший вариант.
Что же там с устройством? Позволю себе дать ссылку на небольшую русскоязычную статью. Оправданием мне может служить то, что в комментариях её похвалил лично ведущий архитектор чипа Павел Бунык, так что, думаю, её можно считать действительно хорошим стартом для понимания.
Итак, Орион и его наследники, это не совсем те квантовые компьютеры, о которых грезили в восьмидесятые. Но это несомненно квантовые вычислительные устройства, способными выполнять, правда, всего одну процедуру. Зато какую! На чипе реализован квантовый вариант алгоритма оптимизации имитацией отжига (или просто отжигом, или simulated annealing, есть в вики и много где ещё). Не вдаваясь в подробности - это виртуальный аналог "закалки стали", вполне универсальный алгоритм глобальной оптимизации, сильно похожий на градиентный спуск с привнесённой стохастичностью (чтобы не застревал в локальных минимумах). Мало какая новость могла вдохновить меня больше, и вот почему.
Обычная и квантовая настройка параметров системы. С одной стороны, классическая система сходится за конечное число шагов, а квантовая может учиться сколь-угодно долго, постепенно улучшая свою точность. С другой стороны, после любого фиксированного числа шагов квантовая система заведомо точнее за счёт перебора несравнимо большего количества вариантов
Методами оптимизации решаются масса интереснейших задач. Например, почти всё, что есть в теории автоматического управления, очень многое в статистике, машинном обучении и интеллектуальном анализе данных (в упоминавшемся недавно курсе Machine Learning тот же градиентный спуск подробно описывается буквально сразу после вступления - я даже удивился). Именно в форме задачи оптимизации можно задать в предлагаемых обстоятельствах поведение любой системы - будь то программа, робот, молекула или человек (хотя на данном этапе развития теории хаоса - один человек, пожалуй, проблема. Но толпа - запросто).
Это уже было бы очень много, но есть ещё одна мелочь, особенно греющая моё сердце: на алгоритмах оптимизации построена почти вся теория нейронных сетей. А это значит, что почти любую практически применяющуюся нейронную сеть можно перенести на Орион фактически без каких-либо изменений и уж точно не задействуя мудрёный аппарат квантовых нейронных сетей (который я нежно люблю, но больше на расстоянии). Всё, добытое тяжким трудом и наработанное в последние пару десятилетий развития нейрокомпьютинга буквально методом Сtrl-C -Сctrl-V переносимо на платформу, обеспечивающую не просто полиномиальное ускорение, а, например, такие магические штуки, как одношаговое выполнение рекуррентных алгоритмов. Для иллюстрации: такая нейронная сеть является не просто результирующей своего опыта, а способна "пережить" и пересмотреть весь свой опыт заново для ответа на каждый новый запрос. Звучит слишком по-человечески для технологической новинки, не правда ли? Думаю, это неспроста.
Конечно, для сколь-либо заметного эффекта таких компьютеров в мире должно быть, хм, больше двух - но D-Wave свято клянётся в верности закону Мура (а он касается и стоимости), и в общем-то это уже не выглядит чересчур самонадеянно. Ясно, что это начало большого технологического пути, и ещё большего интеллектуального - более полувека безраздельного царствования тьюринговской архитектуры слегка свихнули наши (вполне возможно, нетьюринговские) мозги. Но как неисправимый оптимист, я уверен, что когда через пару лет IBM запустит Watson на 1024-кубитном Орионе, а через пять Apple захостит Siri на 512 Ккубитах - мир для каждого человека необратимо изменится к лучшему, а человечество в целом станет чуть менее одиноким.
Короче, я уже знаю, чем займусь после кандидатской =) А здесь вернусь к этой теме значительно раньше.