Да, и ещё о каком аспекте не стоит забывать - энергетическом. В некоторых задачах, моделирование на квантовом компьютере других квантовых систем требует аж в 100 тысяч раз (пять порядков!) меньше энергии, чем на суперкомпьютерах:
https://physicsworld.com/a/quantum-computers-vastly-outperform-supercomputers-when-it-comes-to-energy-efficiency/
Это существенно, даже если нет большого выигрыша по времени вычислений. Проблема затрат энергии на суперкомпьютерных вычислениях, особенно в связи с развитием генеративного ИИ, приобретает особую остроту, о чём я репостил раньше:
https://t.me/QuantInf/199
А также генеративный ИИ потребляет много питьевой воды для охлаждения громадных центров данных (то есть снова энергия: перегрев). В некоторых странах с дефицитом пресной воды уже даже начались протесты против строительства новых центров данных крупных корпораций.
К сожалению, именно в обучении ИИ квантовый компьютер может и не дать энергетического превосходства.
"Вычислять" на квантовом компьютере более энергетически выгодно пока в тех задачах, где квантовый компьютер "похож" (математически) на ту квантовую систему, которую мы изучаем. Например, на квантовых симуляторах канадской фирмы D-Wave на основе сверхпроврдящих кубитов (маленьких электрических сверхпроводящих колебательных контуров, то есть без сопротивления), можно моделировать свойства магнитных систем (спинов). То есть "выглядят" системы очень по-разному, но математически описываются одними и теми же уравнениями. Может быть, что-то похожее - когда мы изучаем потоки жидкости в трубах при помощи электрической схемы с токами или наоборот (не полное совпадение, но общие черты есть).
Поэтому мы можем на квантовом компьютере и не вычислять в обычном смысле, а просто запустить его и пусть там эта система из сверхпроврдящих кубитов развивается во времени в соответствии со своим законом динамики. Мы будем только регулировать параметры и считывать результат. Это не требует много энергии. Правда, сверхпроводимость существует только при температурах, близких к абсолютному нулю, так что нужен холодильник, который потребляет энергию. Но это оказывается всё равно на несколько порядков меньше, чем энергия, потребляемая суперкомпьютером.
Но это очень ограниченный класс задач. Даже если мы ограничимся задачами симуляции, не каждую систему мы можем симулировать таким образом. Если же мы на квантовом компьютере именно вычисляем, то есть применяем определенные последовательности вычислительных операций, то это уже больше похоже на то, как мы вычисляем на обычном компьютере, и энергетическое превосходство тогда неочевидно или исчезает вовсе. Проведение вычислительных операций на квантовом компьютере требует подачи вполне себе не квантовых, а классических микроволновых электрических импульсов, это всё требует энергии, которая может быть сопоставима с затратами на вычисление на классическом суперкомпьютере.
Тем не менее, при разработке квантовых алгоритмов это надо иметь в виду сложность алгоритма не только в смысле времени, но и в смысле энергии. То есть, может, квантовый алгоритм не по времени, а по энергии имеет преимущество. Это уже на стыке квантовых вычислений и квантовой термодинамики, чем уже занимаются.
Правда, если энергетические затраты там - не только собственно в квантовой части, но и в подаваемых электрических импульсах, то не знаю, чья это скорее проблема: квантовых теоретиков или инженеров.
Кстати, попался тут мне один блогер, который очень настойчиво продвигает мысль, что, кто хочет стать именно инженером квантовых компьютеров, должен изучать не столько квантовую информатику, сколько обычную электротехнику или обычную компьютерную инженерию (например, программирование драйверов):)
Post #281
222