Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 169

Скептицизм специалистов столкнулся с полным нежеланием D-Wave рассказывать, каким образом были достигнуты такие успехи. Напрашивается вопрос: а был ли мальчик? Действительно ли устройство, которым хвасталась компания, — это квантовый компьютер? Никаких доказательств этому не было. Развеять сомнения могли бы публикации разработчиков D-Wave в академических журналах, но их не было.

К D-Wave приклеился ярлык «шарлатаны», но компания продолжала работать. Чересчур оптимистичный план пришлось скорректировать. Машина, использующая, если верить D-Wave, 128 кубитов, появилась не в 2008, а лишь в 2011 году. Несколько месяцев назад разрядность довели до 512.

В 2009 году D-Wave и Google провели совместную презентацию. Хартмут Невен, видный специалист в области распознавания лиц, работающий в Google, рассказал об испытании самообучающегося алгоритма для выделения автомобилей на снимках Street View. По утверждению Невена, квантовое устройство D-Wave справилось с задачей лучше, чем традиционные компьютеры в дата-центрах Google.

Такое развитие событий немного озадачило скептиков. Результаты, которые обнародовал Невен, не доказывали, что в D-Wave построили настоящий квантовый компьютер, однако отмести их тоже было нельзя. Если D-Wave — это мошенники, то как же им удалось переманить на свою сторону совсем не глупых людей из Google?

В 2011 году корпорация Lockheed Martin, гигант военно-промышленного комплекса США, объявила о приобретении 128-кубитной машины D-Wave за 10 миллионов долларов. Можно было бы предположить, что покупка совершена из любопытства, однако история на этом не закончилась.

В марте 2013 года в Lockheed Martin решили купить следующую модель квантового компьютера D-Wave. Первая покупка не просто удовлетворила интерес компании — она доказала свою полезность. Получается, в обещаниях D-Wave всё же есть доля правды?

В D-Wave в итоге пошли на попятную и опубликовали пару научных работ о своей машине. Попутно стало ясно, что это, во-первых, не квантовый компьютер в самом распространённом понимании этого слова, а во-вторых, кубиты, о которых идёт речь в рекламе компании, строго говоря, не вполне кубиты.

В основе машины D-Wave лежит охлаждённая до -273 градусов по Цельсию микросхема с решёткой, построенной из сверхпроводящих квантовых интерферометров. Именно их в компании называют кубитами. Значение кубитов D-Wave, как и значение кубитов в настоящем квантовом компьютере, может быть неопределённым, однако они не связаны между собой с помощью квантовой запутанности.

Машина D-Wave не годится для алгоритмов, которые используют квантовые вентили. Ни алгоритм Шора, ни алгоритм Гровера на ней не пойдут. Вместо этого она использует для работы совершенно иной принцип — так называемые адиабатические квантовые вычисления. Это значительно ограничивает её возможности, но позволяет не беспокоиться о декогеренции и других проблемах, сопровождающих обычные квантовые вычислители.

Адиабатические квантовые компьютеры представляют собой специализированные устройства, предназначенные для решения единственной задачи: поиска оптимального решения функции, которая определена энергетическим состоянием всех кубитов вместе. Выполнять операции над отдельными кубитами они не способны, но в данном случае этого и не требуется.

Эта оптимизационная задача имеет на удивление много реальных применений. В D-Wave использовали своё устройство для фолдинга белков, в Google учили его распознавать образы, а в Lockheed Martin приспособили машину для верификации критически важного программного обеспечения.

Существующие устройства D-Wave не делают ничего непосильного для обычных компьютеров, но, похоже, это вопрос времени: следующие модели, если верить обещаниям техдиректора компании, будут достаточно мощны, чтобы развеять сомнения скептиков. Впрочем, независимо от того, чем закончится дело, за D-Wave интересно наблюдать. Эта компания прокладывает путь, по которому когда-нибудь пойдут другие.

К оглавлению

Опубликовано17 апреля 2013

Когда минувшей зимой мне довелось писать про « кибернетическое 11 сентября» (воображаемый крупный террористический акт, организованный посредством эксплуатации уязвимостей в гражданских ИТ-системах), главным контраргументом против возможности такого события была независимость критической коммунальной инфраструктуры от компьютеров. Проще говоря, утопить несколько многоэтажек в кипятке, вломившись на «сервер» насосной станции и открыв задвижки с горячей водой, не получится — не потому даже, что кипяток по команде компьютера на улицы, скорее всего, не польётся, а уже по причине отсутствия самого такого сервера. Однако с тех пор практика подкинула несколько интересных примеров, которые склоняют весы в этом споре в пользу сторонников «киберапокалипсиса». Последний появился буквально на днях. Хоть краем уха, но вы наверняка уже слышали, что испанский спец по кибербезопасности Хьюго Тесо продемонстрировал перехват управления авиалайнеромс помощью обычного смартфона. Самое вкусное в этой истории — детали, которыми автор щедро делился на security-конференции HITBSecConf.

Тесо — ещё и профессиональный пилот. Так что дорожка в цифровые недра самолёта для него была предначертана. И три года назад он задался целью доказать, что и маленькая Cessna, и огромный Airbus могут стать игрушкой в руках подготовленного чёрного хакера. Перебрав доступные варианты, Хьюго остановился на трёх ключевых «железках», присутствующих сегодня во многих самолётах гражданской авиации. Первая из них — приёмник-передатчик ADS-B («автоматического зависимого наблюдения-вещания»).

Если в XX веке радар был главным инструментом для мониторинга ситуации в воздушном океане, сегодня его теснят «умные» технологии, позволяющие более точно, гибко, а значит, и безопасно сопровождать авиасуда. ADS-B как раз представляет собой один из примеров такой замены, получивший международное признание благодаря бесплатности и открытости. В основе своей это очень простая штука, опирающаяся на цифровой обмен данными через радиоэфир в диапазоне около тысячи мегагерц. Самолёты, находящиеся в воздухе, непрерывно оповещают окружающих о своём положении и курсе (координаты вычисляются с помощью GPS), а наземные службы, в свою очередь, собирают эту информацию и выдают в ответ общую сводку о состоянии в подконтрольном им участке воздушного пространства. Поскольку сигналы ADS-B не шифруются, слушать их могут все желающие, у которых имеется необходимое оборудование. Интересно? Загляните на Flightradar24.com, где на основе информации, собранной приёмниками энтузиастов, составляется глобальная реалтаймовая карта полётов.