Создан алгоритм, работающий с квантовой скоростью

Хотя работа над самими квантовыми компьютерами еще продолжается и она, судя по всему, далека от завершения, так как даже не все фундаментальные аспекты квантовых вычислений еще осмыслены, канадские ученые убеждены, что некоторые вычислительные задачи классические компьютеры могут решать также быстро, как и квантовые машины. Такие решения, созданные на базе необычных программных алгоритмов, могут выполнять ряд задач буквально с квантовой скоростью.

"Мы вкладываем много денег в создание квантовых компьютеров, но не стоит недооценивать мощность существующих систем и новых алгоритмов для них", - говорит Джон Уотраус из Института квантовых вычислений при канадском Университете Ватерлоо в Онтарио.

Как побочный продукт исследования эффективности квантовых вычислений, канадские специалисты показали, как алгоритм, практически не используемый в современном программном обеспечении, может обеспечить новый уровень решения проблем производительности в традиционных компьютерах. По скорости выполнения этот алгоритм позволяет получить сопоставимые результаты вычислений с теоретическими квантовыми компьютерами.

По словам канадских исследователей у обычных и квантовых компьютеров есть несколько важных особенностей: с одной стороны, при наращивании мощности квантовых систем за счет новых фотонов, скорость вычислений растет линейно, тогда как при добавлении новых многоядерных кремниевых чипов, она растет почти в геометрической прогрессии. Но с другой стороны, возможности квантовых компьютеров по масштабированию выше, нежели у классических ЭВМ.

Как рассказали в канадском университете, в июне этого года их алгоритм и соответствующая научная работа получила приз Best Paper Award на международном симпозиуме Symposium on Theory of Computing 2010. Сейчас была создана более оптимизированная версия системы.

Исследователи говорят, что им удалось перенести "в кремний" такое квантовое вычислительное свойство, как "экспоненциальный параллелизм", который будет присущ будущим квантовым системам. Для проведения исследований в области скорости выполнения операции исследователи выполняли операции с математическими матрицами. Система, реализованная в алгоритме, получила название "метод обновления весов в мильтипликативной матрице". За данным названием лежит разработка, объединяющая в себе две области математической науки - комбинаторной оптимизации и теории обучения.

Алгоритм, полагаясь на мощность параллельного процессинга современных чипов, выполнял все операции в реальном времени, а данные между узлами передавались как на уровне процессоров, так и на уровне узлов, включенных в кластер.

На основании этого заключения, ученые делают вывод о том, что современные мультипроцессорные многоядерные системы имеют большой резерв по производительности, особенно, если данные, обрабатываемые ими, обслуживаются верным по логике алгоритмом. "Не всегда стоит говорить о том, что какие-то проблемы лежат в сфере работы квантовых компьютеров, зачастую нужно лишь использовать иной алгоритм", - говорит Уотраус.