Изненада: Google дава награда от 5 милиона долара за намиране на практическо приложение на квантовите компютри
Гугъл започва XPRIZE Quantum Applications. Това е световно съревнование на стойност 5 милиона $ за създаване на квантови логаритми за действителни приложения. Състезанието ще продължи три години. Макар да е потвърдено, че квантовите компютри могат да вземат решение някои задания доста по-бързо от стандартните, голямото болшинство от логаритмите нямат на практика приложения. Компанията се надява да промени това състояние на нещата. Затова се обръща към научната общественост, с цел да види по какъв начин технологията може да бъде приложена за решение на най-важните международни проблеми.
Квантовите компютри имат голям капацитет за решение на сериозни обществени проблеми. Изследванията на Гугъл (и други компании) демонстрират, че те могат да се употребяват да вземем за пример за ускорение на създаването на нови медикаменти. За основаване на нови материали, които работят по-добре и устоят по-дълго. Както и за по-ефективни съставни елементи на акумулатори, при термоядрените реактори и така нататък
Липсата на практическо приложение
Сред приложенията, които компанията изследва, е създаването на квантови логаритми за разбор на химическите взаимоотношения на цитохрома P450 (CYP450). Това е семейство ензими от значително значение за метаболизма на медикаментите, чиято успеваемост се дефинира посредством разбора на техните взаимоотношения. Реакциите обаче са толкоз комплицирани, че за учените е изключително мъчно да ги плануват. А това затруднява създаването на нови лечебни молекули.
Това е по този начин, тъй като процесът на метаболизъм на CYP450 се състои от комплицирана верига от реакции. Те водят до многочислени междинни промени в молекулярната конструкция на ензима. В своето изследване Гугъл показва, че благодарение на квантов компютър учените могат да проследят тази верига от промени с по-голяма акуратност и с доста по-малко време и запаси.
В друго изследване експертите на Гугъл демонстрираха по какъв начин квантовите компютри могат да се употребяват за проучване на по-екологични други възможности на кобалта. Той се употребява най-много в катодите на литиево-йонните акумулатори. Изследователите са употребявали квантова симулация, с цел да разработят логаритми за разбор на относителните сили на редица кандидат-структури, които да заменят кобалта. Подобна интервенция би изисквала десетки милиони кубити, което е прекомерно скъпо за стандартните компютри.
Тези демонстрации обаче са единствено математически калкулации без действителни приложения. С други думи, те нямат практическа изгода.
„ Повечето квантови логаритми са изучавани най-вече в подтекста на нереални математически проблеми. Съвсем малко работа е съсредоточена върху оценката на тези логаритми за съответни, действителни случаи на приложимост “,
обясняват Бригите Хойер Госелинк, шеф на Гугъл.org. Както и Райън Бабуш, началник на квантовите логаритми в Гугъл Quantum AI, в прессъобщение на компанията.
Казано с други думи.
„ Въпреки че има доста аргументи да бъдем оптимисти по отношение на капацитета на квантовите калкулации, към момента не знаем тъкмо по какъв начин, по кое време и за кои действителни проблеми тази технология ще се окаже най-трансформираща “,
пишат те.
От друга страна, количественото установяване на осведомителния размер, нужен на квантовия компютър, с цел да има действително преимущество пред класическия си аналог, също не се схваща доста добре.
За да насочи проучванията към действителни приложения, компанията кани откривателите от целия свят да вземат участие в XPRIZE Quantum Applications. Идеята е с цел да разработят квантови логаритми, които могат да окажат позитивно влияние върху обществото.
Алгоритми в сходство с Целите за стабилно развиване на Организация на обединените нации
Новият конкурс на Гугъл има за цел да сътвори логаритми за квантови калкулации, които могат да бъдат приложени за реализиране на общественополезни цели. Включително 17-те цели за стабилно развиване на Организация на обединените нации. Конкурсът включва краткосрочни приложения за квантовите компютри Noisy Intermediate Scale Quantum (или NISQ). Това са несъвършени квантови компютри от междинен мащаб. Плюс средносрочни приложения, включващи широкомащабно потребление на бъдещи квантови компютри, устойчиви на неточности.
Но съгласно другите специалисти, с цел да се разработят логаритми, които биха могли да намерят приложение в действителния свят, първо би трябвало да се откри метод за справяне с шума и грешките. Те са доста присъщи за днешните квантови устройства. Според Бил Феферман, откривател от Чикагския университет, през идващите три години е малко евентуално да бъдат открити и осъществени сходни логаритми.
Въпреки това, „ въпреки да имаме вяра, че могат да бъдат открити потребни приложения в ерата на NISQ. Основното влияние на квантовите калкулации ще пристигна след построяването на огромни квантови компютри. Ние можем да идентифицираме тези приложения още в този момент, с цел да ги подготвим за внедряване при създаването на по-мощен квантов хардуер„, настояват представителите на Гугъл.
За да бъдат позволени до присъединяване, кандидатстващите екипи ще би трябвало да опишат общественополезното приложение, което желаят да осъществят. Те ще би трябвало също по този начин да дават разбор на времето за обработка (до приемане на решение) на техния логаритъм за квантов компютър. Алгоритмите ще бъдат оценени и по редица други критерии, като да вземем за пример мащаба на позитивното влияние, което могат да окажат. А и дали са по-бързи от стандартните логаритми. Предложенията ще бъдат оценени през идващите три години от жури, формирано от световноизвестни специалисти от разнообразни области.
Наградният фонд от 5 млн. $ ще бъде разпределен сред 20 полуфиналисти, които ще получат по 50 000 $, 5 финалисти, които ще си поделят 1 млн. $, и 3 носители на огромната премия, които ще получат останалите 3 млн. $.
