Проблеми підвищення продуктивності сучасних обчислювальних засобів на основі квантових технологій та шляхи їх розв’язку
Автор: Овсєєнко Єгор Павлович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Радіоелектронні апарати та засоби
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Овсєєнко Є.П., Гоблик В.В. (керівник). Проблеми підвищення продуктивності сучасних обчислювальних засобів на основі квантових технологій та шляхи їх розв’язку. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація. Квантові обчислювальні технології стали актуальною темою, яка у наші дні отримує багато уваги дослідників як в академічних так і в промислових установах, а також має фінансову підтримку з обох боків. Побудова квантового комп’ютера, що зможе бути використаний практично, само по собі являється надзвичайним випробуванням, що стало "новими перегонами до Місяця". Національні органи влади, поряд із дослідниками та постачальниками майбутніх комп’ютерних технологій, проявляють великий інтерес до втілення цієї технології завдяки її великому потенціалу до декодування багатьох сучасних технологій шифрування, що певно матиме значний та потенційно руйнівний вплив на наше суспільство [1]. Однак цілком ймовірно, що квантові обчислення матимуть позитивний вплив на різноманітні обчислювальні дисципліни. У цій роботі я описую своє бачення майбутнього розвитку наукових обчислень, яке стало б можливим завдяки появі програмованих квантових комп’ютерів. Припускається, що квантові комп’ютери будуть частиною гібридно-прискореної комп’ютерної платформи [2], яку сьогодні втілюють у життя графічні процесори та карти співпроцесорів. Зокрема, в роботі описано потенціал квантових алгоритмів для забезпечення значних досягнень у галузі прикладної математики та їх подальше застосування. Також було наведено кілька прикладів, які демонструють можливий вплив квантово прискорених наукових обчислень на суспільство [3]. Для чого можуть знадобитися квантові комп’ютери в першу чергу? Одне з найбільш перспективних застосувань: симуляція поведінки матерії аж до молекулярного рівня. Автовиробники типу Volkswagen та Daimler використовують квантові комп’ютери для симуляції хімічного складу батарей для електрокарів [4], щоб знайти нові способи їх поліпшити. Фармацевтичні компанії використовують їх, щоб аналізувати і порівнювати з’єднання, які могли б привести до створення нових ліків. Airbus - для того, щоб обчислювати найефективніший з точки зору витрат палива шлях зліту та зниження літака. Volkswagen продемонстрував розроблений за допомогою таких систем сервіс, який обчислює оптимальні шляхи руху для автобусів і таксі у містах, які мінімізують затори на дорогах. Хтось із дослідників вважає, що квантові системи зможуть прискорити розвиток штучного інтелекту [5]. У даній роботі об’єктом дослідження є інформаційні процеси та обчислювальні засоби на основі квантових технологій, предметом дослідження є принципи побудови та характеристики сучасних обчислювальних засобів на основі квантових технологій, метою дослідження є аналіз проблем підвищення продуктивності сучасних обчислювальних засобів на основі квантових технологій. Особливість роботи полягає у її практичній цінності та науковій новизні. Ключові слова – продуктивність, електронно-обчислювальна машина, квантовий комп’ютер, прискорені обчислення, лінійний розв’язувач. Перелік використаних літературних джерел: 1. Килин С. Я. Квантовая информация // УФН. — 1999. — c. 507-527. 2. Холево А. Квантовая информатика: прошлое, настоящее, будущее // В мире науки, № 7 — июль 2008. 3. Валиев К. А., Кокин А. А. Квантовые компьютеры: надежды и реальность. — Ижевск: РХД, 2004. — 320 с. 4. http://www.forbes.com/ Here’s How Quantum Computing Will Change The World. Greg Satell, October 2, 2016. 5. Прескилл Дж. Квантовая информация и квантовые вычисления. — Ижевск: РХД, 2008—2011. — 312 с.