Datorikas fakultātes Kvantu datorzinātnes centra vadītājs profesors Andris Ambainis. © Foto: Toms Grīnbergs, Latvijas Universitātes Komunikācijas un inovāciju departaments

Latvijas Universitātes Datorikas fakultātes Kvantu datorzinātnes centrs sadarbosies ar informācijas tehnoloģiju uzņēmumu Accenture, lai padziļināti pētītu kvantu algoritmu pielietojumu dažādās jomās. Ar centra vadītāju profesoru Andri Ambaini sarunājas Māris Zanders.

 

Publiski izskanējušajā informācijā formulējums ir “kvantu algoritmu pielietojums dažādās jomās”. Kas ir šīs jomas – kvantu kriptogrāfija, kvantu datori, citi varianti?

Runa ir par kvantu datora pielietojumu dažādās jomās. Piemēram, ķīmijas problēmu modelēšanā vai transporta plūsmu plānošanā un, protams, arī citās jomās. Accenture ir virkne tēmu, par kurām uzņēmums interesējas, un tiek pieļauts, ka kvantu algoritmi te varētu būt noderīgi.

 

Lai gan ir lasīts, ka Mūra likums nav akmenī iecirsts, arī “tradicionālo” datoru jaudas palielinās. Vismaz pagaidām. Kas tie ir par datu apjomiem, darba uzdevumiem, kuriem tomēr ar šo “parasto” datoru nepietiek, un tāpēc jālūkojas kvantu datora virzienā?

Te būtu pareizāk runāt nevis par datu apjomu, bet par situācijām, kad pats skaitļošanas process ir sarežģīts un laikietilpīgs. Skaidrs piemērs ir kvantu ķīmijas modelēšana ar absolūtu precizitāti. Ļoti vienkāršoti izsakoties, ķīmiski procesos notiek mijiedarbība starp atomu kodoliem un elektroniem, to apraksta kvantu fizika. Var uzrakstīt vienādojumus, tomēr, ja šajos vienādojumos ir iesaistīti vairāk nekā 50 vai 100 elektronu, šos vienādojumus uz “parastā” datora atrisināt vairs nevar.

 

Ko kvantu dators var līdzēt transporta plūsmu modelēšanā?

Piemēram, var būt vajadzība palīdzēt Latvijas Valsts mežiem saplānot, kā izvest kokus ar iespējami mazākiem resursiem. Cits hipotētisks gadījums – kā saplānot taksometru plūsmu lielā pilsētā.

 

Man kā cilvēkam ar citu domāšanas stilu ir liels kārdinājums jums teikt tā: jūs jau varat ar kvantu datoru modelēt, bet tad iznāk aitu bars uz šosejas...

Ja mēs paliekam pie piemēra ar koku izvešanu, šis process galu galā tiek modelēts un plānots arī tagad, bez kvantu algoritmiem. Novirzes vienmēr ir iespējamas, tomēr, ja plāns ir efektīvs, tad arī noviržu gadījumā tas vienalga būs noderīgāks nekā plāna neesamība.

 

Vai kvantu datora spēju darboties ar ļoti lieliem datu apjomiem, turklāt ātrāk, nekā to dara “parastie” datori, var “ielikt” kontekstā ar pēdējo gadu laikā tik populāro tēmu “mākslīgie neirotīkli un to apmācīšana”? Ja pareizi saprotu, mākslīgo neirotīklu apmācīšana ir saistīta ar datu apjomu, kas tiek piedāvāti “apsmadzeņošanai”.

Tas ir, kā dažkārt saka, miljardu vērtais jautājums. “Kvantu mašīnmācīšanās” ir viens no populārākajiem “pasvordiem” manā nozarē (smejas). Ar šo tēmu strādā daudzi, tomēr stingri matemātiski pierādītas priekšrocības nav. Ir daudz eksperimentu, bet mēs vēl īsti nezinām, cik liela būs šī kvantu priekšrocība. Mašīnmācīšanās ir ļoti aktuāla, un, ja kvantu datori varētu izveidot labāku modeli, tas būtu pielietojami. Modeļu telpa ir ļoti liela, “pārlasīt” visus modeļus uz “parastā” datora nav iespējams.

 

Sadarbība paredz to, ka “Accenture” investē apmēram 100 000 eiro. Vai es pareizi saprotu, ka tas dos iespēju mūsu pētniekiem strādāt ar iekārtām, kādu Latvijā nav?

Es gan gribētu uzsvērt, ka sadarbībai nav tikai finansiālais aspekts. Accenture ir zinātnieku kolektīvs, un sadarbība ļaus labāk noskaidrot, kas ir aktuāls šajā zinātniskajā kopienā, kas ir praktiskāka par mani. Tā būtu iespēja manai komandai saskarties ar citām pētniecības problēmām un citiem zinātniekiem. Un – jā, tā nozīmē arī piekļuvi eksperimentālām kvantu ierīcēm.

 

Šķiet, tas arī ir loģisks risinājums, jo diez vai mums būtu jāsapņo, ka paši Latvijā atradīsim līdzekļus kvantu datora izveidei.

Jā. Mēs šādu datoru nebūvēsim, un arī Accenture to nedarīs. Uzņēmums pērk skaitļošanas laiku. Mani sadarbības partneri akadēmiskajās aprindās Lielbritānijā un Nīderlandē ir strādājuši ar lieliem uzņēmumiem, piemēram, kontekstā ar veselības aprūpes jomu. Latvijā šis būs pirmais gadījums.

 

Ja mēs runājam par praktisku pielietojumu, vēlos tomēr uzzināt jūsu viedokli par kvantu kriptogrāfiju, jo lieki teikt, cik nozīmīga ir kļuvusi saziņas drošība, lietojot elektroniskās ierīces. Vai kvantu kriptogrāfijas pārākums par citām kriptogrāfijas formām ir, ja tā var teikt, a priori, jo tā ir kvantu kriptogrāfija? Vai arī būs parastā sacensība – vieni izdomā jaunu šifrēšanas formu, citi to “atlauž”, pirmie domā nākamo, vēl drošāku.

Piekrītot pirmajai atbildes versijai, es teiktu tā: jā, ir tāda pakāpe, kuru sasniedzot kvantu kriptogrāfija kļūst principiāli “neatlaužama”. Pagaidām šī pakāpe vēl nav pilnībā sasniegta, tomēr mēs esam tai diezgan tuvu. Citiem vārdiem sakot, runa ir par to, cik perfekti notiek implementācija, vai šo implementāciju var nosertificēt, dodot garantiju. Pagaidām mēs esam tādu implementāciju līmenī, kurā mums ir jātic, ka nav nekādu blakus signālu.

Share

Related Content

Jezuītiem ir “piekabināti” stereotipi. Saruna ar profesoru Jāni Priedi
13.08.2021

Jezuītiem ir “piekabināti” stereotipi. Saruna ar profesoru Jāni Priedi

Tipiska ikdienas pieredze izrādās salīdzinoši maz pētīta. Saruna ar LU profesoru Jurģi Šķilteru
11.08.2021

Tipiska ikdienas pieredze izrādās salīdzinoši maz pētīta. Saruna ar LU profesoru Jurģi Šķilteru

Labākais, ko mēs varam darīt, ir ļoti rūpīgi klausīties. Saruna ar profesoru Vjačeslavu Kaščejevu
05.08.2021

Labākais, ko mēs varam darīt, ir ļoti rūpīgi klausīties. Saruna ar profesoru Vjačeslavu Kaščejevu

Jebkurš dabaszinātnieks var atrast ledājos kaut ko sev interesantu. Saruna ar pētnieku Kristapu Lamsteru
04.08.2021

Jebkurš dabaszinātnieks var atrast ledājos kaut ko sev interesantu. Saruna ar pētnieku Kristapu Lamsteru

Alma Mater jaunākais numurs pievēršas LU mācībspēku pētījumiem
23.07.2021

Alma Mater jaunākais numurs pievēršas LU mācībspēku pētījumiem

LU attālināti organizē vienu no vadošajām kvantu skaitļošanas teorijas konferencēm – TQC 202
06.07.2021

LU attālināti organizē vienu no vadošajām kvantu skaitļošanas teorijas konferencēm – TQC 202

LU sadarbosies ar Accenture kvantu zinātnē; sākuma investīcijas – 100 tūkstoši eiro
29.03.2021

LU sadarbosies ar Accenture kvantu zinātnē; sākuma investīcijas – 100 tūkstoši eiro