军事评论

国防工业的量子计算

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用于D波一台计算机的Rainier量子处理器


来自不同国家的科学组织正在致力于创建所谓的。 量子计算机。 具有特殊体系结构的设备应表现出更高的性能,并简化许多任务的解决方案。 军事和国防工业已经很自然地对这种技术感兴趣。

实施过程


首先出现在市场上的是加拿大公司D-Wave Systems的量子计算机。 自2007年以来,它推出了一系列基于具有不同功能的不同数量qubit的处理器。 在这种情况下,我们谈论的不是成熟的通用计算机,而是解决特定问题的专用系统。 但是,在这种情况下,显示出优于“经典”体系结构的系统。

2011年,推出了128量子位D-Wave One计算机,仅能进行离散优化。 不久,洛克希德·马丁公司就与洛克希德·马丁公司签订了价值超过10万美元的合同,其中包括一台机器的供应及其后续维护。 客户组织在其通信中指出,该计算机将用于解决最复杂的问题以及软件领域的问题。

2013年,洛克希德·马丁公司订购了配备512量子位处理器的新型D-Wave Two计算机。 第二台计算机Type 2015被出售给由NASA领导的一组组织进行联合项目。 与洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)的第三份合同于2年签署,规定提供D-Wave 1152X产品,该产品具有2017量子比特。 其他客户包括NASA和洛斯阿拉莫斯国家实验室。 2000年初,D-Wave 2048Q计算机(5640量子位)开始销售-他们再次对NASA和相关组织产生了兴趣。 Advantage系统(XNUMX量子位)将于今年进入市场。

六月,众所周知,基于USC维特比技术学校的USC-洛克希德·马丁量子计算中心将在不久的将来获得一台Advantage计算机。 预计收到一台功能更强大的机器将扩大该中心进行研究和创建实用系统的能力。 此外,新计算机将包含在Leap量子云综合体中。


D-Wave 2000Q电脑

尽管受到批评和能力有限,但D-Wave Systems的量子计算机还是一些合同的主题,并且已在各种组织中使用了近十年。 此类设备的主要客户是洛克希德·马丁公司,该公司是国防工业最大的组织之一,业务遍及所有主要领域。 此外,还包括科研机构。 在应用领域中使用。

DARPA的未来


今年XNUMX月,DARPA机构启动了其量子计算机项目。 在ONISQ(带噪声的中级量子优化)程序的框架内,计划解决创建新计算机的一般问题,然后创建现成的样本。 七个“团队”参与了这项工作,科学和设计组织也参与其中。

ONISQ的第一阶段将持续一年半;在其框架内,需要开发解决组合优化问题的技术和算法。 然后第二阶段将开始,其目的是改进创建的产品和程序。 该方案的结果可以在军事和民用领域得到应用。

DARPA考虑到创建通用量子计算机是一项极其艰巨的任务,因此,目前,他们设定了更为适度的目标。 特别地,允许创建基于“常规”计算机的量子系统的模拟器或开发具有有限数量的量子位的混合体系结构。

俄罗斯的观点


在其他国家/地区,包括 在俄罗斯,量子计算的发展仍然滞后。 具有少量量子比特的仿真器和原型已经可以使用并投入使用,但是要实现商业销售和大规模采用还很遥远。 但是,正在采取必要的措施,并且预期的结果将在不久的将来出现。


因此,在2018年,俄罗斯高级研究基金会启动了“量子计算光学系统”项目。 作为2018-2021年这项工作的一部分 它计划基于中性原子和集成光学电路创建具有50量子比特的计算机演示器。 该项目的主要执行者是莫斯科国立大学;许多其他组织也参与了这项工作。

这项工作尚未完成,但是已经有计划引入新技术。 量子计算是数字经济国家计划的有前途的领域之一。 从根本上讲,性能提高的新型计算机将用于工业和经济的各个领域。 将来,提出了创建具有增加的稳定性的量子加密的手段。

当前的项目引起了各种政府和商业组织的关注。 因此,国有公司“ Rosatom”和一些大型的国有及商业组织对获得量子计算机很感兴趣。 正在讨论将其引入国防工业的可能性-但尚未命名具体企业。 在现成的原型出现之后,此类问题很可能在将来得到解决。

应用任务


量子计算机相对于传统系统的主要优势是它们的性能提高。 由于这个原因,量子机器可以用于更快的计算或用于执行其他手段不可行的特定工作。

洛克希德·马丁公司从事量子计算已经有几年了。 没有披露有关此类工作的进展,其实际任务以及所取得的成功的详细信息。 同时,关于该方向目标和前景的一般数据已经发布,这使我们可以得出不同的结论。


该公司的官方资源提到使用D-Wave Systems的计算机作为软件验证的手段。 在编写软件时,可能会出现某些错误,对其进行搜索和更正会占用开发人员的大量时间和资源。 高速量子计算机可以在最短的时间内测试程序并识别任何现有问题。 在某些情况下,量子计算能够应对其他架构的系统几乎不可能完成的任务。

代码审查可用于各个领域。 例如,针对以下方面的软件开发 航空 技术。 量子计算机将加快测试和改进程序的过程,并将发布准备就绪且安全的飞机进行测试。 高速计算机也适用于航天工业中的计算。 在几毫秒内,D波二号能够计算出船舶的许多轨迹,并选择最佳的轨迹。

性能问题


洛克希德·马丁公司只有功能有限的量子系统-D-Wave的计算机只能解决一系列问题。 将来,有望出现具有广泛应用领域的通用系统,这将使更充分地利用可能的速度成为可能。

在国防工业的各个领域,需要快速处理大量数据或执行复杂的计算。 量子计算机的引入将简化软件开发,加快各种结构的设计,并减少所需的现场测试数量。 在创建具有多种用途的人工智能系统时,高性能可能会很有用-军事和国防企业也很感兴趣。

通常,量子计算以及通用计算机或专用计算机都引起了极大的兴趣,并且可以在各个领域中找到应用。 正如预期的那样,此类系统的引入始于国防部门,并且很可能将成为更新技术和设计开发的领导者。 可以预见的是,从根本上来说,新的计算手段将严重影响工业和军事,但是尚不清楚这种结果将以多快的速度出现以及将导致什么变化。
作者:
使用的照片:
D-Wave系统/ dwavesys.com
32 评论
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  1. 红人队的领袖
    红人队的领袖 13 August 2020 06:29
    +11
    谁知道......
    在90年代的某个时候,我的宿舍伙伴和我在报纸上读到了有关“奔腾2”的创建的信息。 邻居是一位计算机技术员,他独自一人是第486位。
    他嘲笑这篇文章,并权威地指出不可能超过486。 我的儿子现在想知道我们如何才能在第一台PC上完全依靠任何东西!
    1. 自由风
      自由风 13 August 2020 08:37
      +4
      当第一个30 * 30的“硬盘驱动器”发布时,许多人不了解如何填充如此大的60 MB内存。 人们如何发展计数飞机,导弹,算盘和计算尺。 在某些情况下,计算机化会导致复杂化而不是简化劳动。 以前,会计和结算是在帐户上进行的,一切都很好。 现在,在计算机上使用程序1-C,您是否已看到针对用户的说明? 这些是3本厚书,并且更新是恒定的。 在这些人将数据输入计算机几天之后,然后一周的时间内,他们将读取系统已发布的内容,计算机以毫秒为单位。 一个人成为一个非常薄弱的​​环节..我希望机器不会说再见。
      1. 达乌尔
        达乌尔 13 August 2020 10:15
        +6
        人们如何发展计数飞机,导弹,算盘和计算尺。

        有了数字和图表,我并不感到惊讶。 但是大约在七年前,“ Matkad”(最小的文凭是“组成”),当时 象征性的 积分决定了您的决定,还是拉普拉斯变换了,对于大脑或生命来说,这都不足以解决问题-那就是我说的“哇!这个生物真的在想”
        1. INI
          INI 13 August 2020 10:54
          +5
          引用:dauria
          “哇!这个生物真的在想。”

          一切都在流动,一切都在发展。 到目前为止,量子计算机的问题在于软件和纠错。 我试图理解原理并休息了一下(好,刻板印象),我意识到量子位既是“ 0”又是“ 1”,换句话说,一次计算一个量子位! 添加位时有3个响应。 那些。 回答“ 00”,“ 01”和“ 11”。 但是,应用定型思维的问题是无法理解的。 但是我意识到,这种逻辑最适合机器学习,这已经是人工智能的大门。 在需要计算解决方案几乎无限选择的所有领域中,它们都是不可替代的。 有了足够的功率,它将为具有可接受速度的任何物体计算所有可能的选项。 化学(尤其是有机化学)将取得突破。 总的来说,前景不容乐观。
          PS:有兴趣的人已经可以使用模拟器。 认识https://habr.com/ru/post/418505/
          1. 达乌尔
            达乌尔 13 August 2020 11:24
            +3
            但是,应用定型思维的问题是无法理解的。

            我还对自己说:“ nafig,很有趣,但是时间太可惜了。” 我还记得运算放大器上的模拟计算机。 Kh-23制导导弹的飞行通过简单的方案进行了完美建模。 类似的东西-您不会看到中间结果,但是会得到整体结果。 非常快速和准确的眼睛。
            粗略,或者也许是错误的-如何衡量琐事。 您可以计算便士,也可以使用天平。 追索权
            1. INI
              INI 13 August 2020 11:44
              +2
              引用:dauria
              并获得整体结果。 非常快速和准确的眼睛。

              那就是有趣的事情(这个话题就是这样)。 例如,如果使用任何计算机(例如)游戏,那么在量子计算中它将给出所有可能的结局,您只需选择所需的选项即可。 好吧,在现实生活中,当今的化学家(尤其是有机化学家)只能使用理论,只能使用氢来进行使用计算机技术在原子级进行反应建模...而且原子,量子物理学中有多少问题? 可以在计算器上计算出火箭飞行在可接受范围内的模型(它将在列中显示),但是他们将火箭发射到太空并设法将其停靠。 但是要实时模拟至少两架飞机的战斗使用结果,这取决于双方的部队和资产的增加... 请求 在我看来,随着量子计算的发展(毫无疑问,硬件将创造正常的世界),军事竞赛将在这一领域进行。
              你的名字!hi
            2. BAI
              BAI 13 August 2020 12:45
              +1
              模拟计算机

              在计算机发展的曙光中,人们认为未来属于模拟机器。 即使在80年代的上半年,也仍然在这些学院中研究它们。
              1. 的Avior
                的Avior 13 August 2020 18:14
                +1
                甚至后来,出现了新型号。


                该模型出现在80年代后期。
              2. Aleksandre
                Aleksandre 13 August 2020 22:59
                0
                引用:白
                在计算机发展的曙光中,人们认为未来属于模拟机器。 即使在80年代的上半年,也仍然在这些学院中研究它们。

                一定是因为,在此过程中,还存在着关于人脑不断持续发展的观点,因为要与模拟计算机一起工作,就需要代表整个计算过程,而不仅仅是完成输入数据并读取结果的愚蠢猴子工作。 好吧,谁知道他们会做错...
      2. Trapp1st
        Trapp1st 13 August 2020 10:46
        +2
        现在,在计算机上使用程序1-C,您是否已看到针对用户的说明? 这些是3本厚书,并且更新是恒定的。 在这些人输入数据几天之前,计算机以毫秒为单位
        在1c中输入数据之前,您必须用笔在另一个平台上书写另一个1c,因为 这三本厚厚的书无法考虑到猫头鹰的所有细微差别。 会计部门。
      3. AUL
        AUL 13 August 2020 18:45
        -1
        Quote:自由风
        当最初的30 * 30个“硬盘”发布时,许多人不了解如何填充如此巨大的60 MB内存

        通常为40 MB。 而且,所有程序,数据甚至“公主”之类的玩具都足够了!
    2. 伊利亚
      伊利亚 - SPB 13 August 2020 09:05
      +3
      很久以前……有一台这样的计算机-ZX“ Spectrum”。 在磁带上。 小时候,我在上面玩玩具。
      我们认为这不会更好。

      我会说-口号。 如果俄罗斯在量子计算机的发展中不失自己的视线,这可以消除我们在计算机发展方面的长期滞后。
      1. Lord_Bran
        Lord_Bran 18 August 2020 08:26
        +3
        还有。 当您可以在量子系统上投资数十亿美元时,为什么还要在数十亿美元的传统7 nm处理器上投资呢?
  2. voyaka呃
    voyaka呃 13 August 2020 09:25
    +5
    必须存储和处理的数据量呈指数增长。 并且它没有尽头。
    在以色列,两家大型公司正在同时建立自己的数据中心:微软和洛克希德。 他将建立亚马逊。
    1. gridasov
      gridasov 13 August 2020 11:36
      +1
      你说错了! 通用信息系统没有新的传入数据,因此内部流程发生了变化,即这些流程的密度发生了变化。
    2. gridasov
      gridasov 13 August 2020 11:44
      0
      数据中心需要高能量可用性。 因此,如果您不尝试解决信息单位传输技术中的问题,那么关键级别将很快出现。 可以说,作为自然数列的一部分的作为电磁脉冲的代码可以旋转,而不是为其寻找空间,因此可以将代码写入数字结构,该结构是由数据的容量而非速度决定的数据数组。和其他传输参数的能耗。
    3. nik7
      nik7 14 August 2020 06:45
      +1
      ... 公司正在建立他们的数据中心:

      这个数据中心就像我们工厂里的工厂,大型的矩形建筑物,变电站,带有电缆的画廊一样,但是与矿石加工不同,数据中心可以磨碎这个数字,其利润要高出一千倍。
      1. voyaka呃
        voyaka呃 14 August 2020 10:17
        0
        甚至没有变电站。 正在为他们建造特殊的发电厂,
        带有冷却塔的制冷机组,抗空气冲击的混凝土增强材料。
        就像军事设施一样。 日期很昂贵,可能对
        保卫国家。
  3. gridasov
    gridasov 13 August 2020 11:28
    0
    超大数据及其组合优化,甚至在各个分形水平上的数据可变组合的构造,都无法在量子计算的不正确定义下进行。 好吧,关于现代数学的计算原理,甚至更多。 因此,有必要改变解决这些问题的方法集。 从使用数字常数值的功能开始,这意味着仅使用整数值并专门针对数字的关系构建算法,而不是抽象的过程性。 并将算术运算的工作绑定到多极处理器的工作。 因此,很容易将数字与电磁脉冲联系在一起,不可能在简单计算机和量子计算机的二进制逻辑上实现。 但是,您需要摆脱的主要问题是将机器的性能与单位信息的传输速率联系起来。 因此,如果不是为了提高和争夺数据传输速率,而是为了处理与本地和算法相关的数字代码的数组,则机器的性能将难以想象地提高许多倍。 也就是说,要传输已经优化的数据,那么还要解决数据传输的能源方面。 值得再次重申的是,解决方案不是机械技术,而是大数据的意识形态方法。 人工智能主要是一种分析技术,不适用于统计数据。
  4. 德米特里弗拉基米罗维奇
    德米特里弗拉基米罗维奇 13 August 2020 11:32
    +1
    交付2量子位的D-Wave 1152X产品。 他的其他客户是NASA和洛斯阿拉莫斯国家实验室。

    诸如核爆炸之类的过程的数学建模需要高效的机器。
    1. Shahno
      Shahno 13 August 2020 11:39
      +1
      并非总是...例如,您自己,也就是您的大脑... 笑
      嗯,还有一个主题-量子退火。 闲暇时阅读。
      1. 德米特里弗拉基米罗维奇
        德米特里弗拉基米罗维奇 13 August 2020 12:50
        0
        引用:Shahno
        主题量子退火。 闲暇时阅读


        已经。 谢谢。
  5. 德米特里弗拉基米罗维奇
    德米特里弗拉基米罗维奇 13 August 2020 11:49
    +2
    53对5000。谁的量子位更粗?

    https://mcs.mail.ru/blog/5000-kubit-kvantovoe-prevochodstvo

    从市场营销和公关的角度来看,一个5000量子比特系统的发布,甚至具有如此可恶的名字,看起来都像是量子计算行业的重大事件。 尤其是在IBM发布有关在纽约开设IBM Quantum Computing Center的最新消息的背景下,该中心基于20个53-qubit和XNUMX个XNUMX-qubit系统。

    “五千个量子比特”听起来比最近使用53量子比特超导系统的谷歌“量子至上”具有里程碑意义的事件强大。

    尽管有成千上万的量子比特,D-Wave系统明显不如具有其他制造商的数十个量子比特的“成熟”量子计算机。 问题是,基于量子退火原理的量子D-Wave系统的功能受到限制


    因此,“ 50个成熟的”国内量子比特与Google的53量子比特系统相距不远,而且D-Wave优势更差也不是事实。

    但是...最大的不同是,已经为D-Wave开发了大约60个应用程序并且它们可以工作。
    1. Shahno
      Shahno 13 August 2020 11:56
      +2
      正如老师所说的...杀死了争执的量子位。
      明天我们将举行有关Ising机器中光学退化的座谈会……这些模型的一般化程度通常比量子态要高得多……是的,我不是在谈论在量子量子位中保持稳定状态。
      附言 那就是我的全部。 每个量子位都有自己的一类问题。 不能好坏,这仍然是一块。 什么不好。
  6. gridasov
    gridasov 13 August 2020 11:52
    0
    在人类全球发展的框架内,显然有三个发展阶段。 这是一个没有自觉使用分析技术的人。 此阶段是基于计算数学对物理过程进行低电势分析的技术阶段。 一个新的阶段是对容量巨大且潜力很大的物理过程的分析。 当然,这首先是基于数字恒定值函数的分析技术,因为fpsc允许您优化超高数据并在每种解决方案中绝对准确地解决此问题,并以最佳的能源安全性解决此问题。
  7. BAI
    BAI 13 August 2020 12:49
    0
    与计算机有关的一切(包括硬件和编程)发展如此之快,以至于某些技术在找到工业应用之前就已经过时。 在大规模生产开始之前,量子计算可能会被其他方法取代。
  8. GTYCBJYTH2021
    GTYCBJYTH2021 13 August 2020 13:03
    +1
    格里博耶多夫(Griboyedov)曾经说过,从心灵到人们的悲痛...目前的计算规则不知道,还有用算盘量角器的目的...他们关闭了电源,山毛榉中的电池干dried了,不,他们不会确定圆的平方...用铅笔在纸上画一个圆圈的区域......
  9. Morituri68
    Morituri68 13 August 2020 16:37
    +1
    Quote:自由风
    以前,会计和结算是在帐户上进行的,一切都很好。 现在在计算机上使用程序1-C,您是否已看到针对用户的说明? 这是三本厚书

    不好意思,但是1C中的记帐与它所使用的最基本功能相差甚远。 随着技术能力的增长,任务也随之扩展。 提高对大量数据的分析的效率,深度和可变性是管理企业财​​务和经济活动的系统的主要任务。 因此,这种比较是不正确的。 顺便说一句,1C远不是这里最好的系统。 它塞满了撞击的事实,好吧,这是进步的老麻烦-它不是占领市场的最佳技术/工程解决方案,而是商业上成功的解决方案-记住,例如,IBM占领了PC市场或Microsoft占领了软件...这是同一个数字歌剧。
  10. eklmn
    eklmn 14 August 2020 00:17
    -1
    对于好奇:
    洛克希德·马丁计算机中心视频
    https://youtu.be/Fls523cBD7E
  11. gridasov
    gridasov 15 August 2020 10:43
    0
    有趣的是,有能力的科学家没有看到量子技术发展的前景。 至少在现在确定的方向上。 每个人都在等待某些东西,却不知道是什么。 看着如何呈现非标准的想法很有趣,但是解决方案却使每个人都变得愚蠢。 质量被推理的二元逻辑抑制。 甚至立方体中的空间象棋的基本游戏技术也令人震惊。 没有人能突破人类文明发展水平的不足。 只有她自己知道进化的及时性和动态性算法。
  12. 发牢骚的人
    发牢骚的人 22 August 2020 20:14
    0
    据我所知,量子计算专家自己承认,到目前为止,他们只能在非常狭窄的加密问题(尽管非常重要)中给出实际结果。

    同时,许多控制论者声称,在不久的将来, 硬件神经处理器 -人工神经元矩阵。
    由于现代处理器非常适合命令式编程,因此神经处理器非常适合在其上运行自适应遗传算法,
    机器学习问题-当算法在解决问题的过程中“诞生”时。
    正是在未来的几年里,神经处理器才有能力进行革命,因为 它们非常适合“不准确的计算”-这些只是所有的行为任务:在输入数据不足和/或冲突的情况下进行决策(这是所有命令和控制命令系统),控制所有无人驾驶车辆; 优化(例如,在设计中搜索最佳解决方案TRIZ); 从噪声中提取类似噪声的信号:这是模式识别,光学观察(所谓的任务,例如“通过一层牛奶阅读报纸”),雷达,声学和声纳,在探伤,医学(寻找肿瘤),地质和地球物理学等方面的应用。

    此类硬件的开发必须紧跟“语言导向编程”方法的广泛引入。 在神经计算的情况下,传统的“源代码”概念失去了意义-行为是在计算系统运行期间生成的。 这里所谓。 “开放规范”,它描述的不是程序应该如何工作,而是应该做什么(请参见“ Shalyto为什么对开放规范正确?-YouTube”,https://www.youtube.com/watch?v = qWKAqLazoRI)-有必要为在主题领域(“程序员-培训者”)中实施此类系统的专家提供方便的工具,以在给定的主题领域中表达问题,以输入到神经处理器系统中(因为现在,即使是孩子也可以“教” CPU解决Basic,Python中的问题)。
  13. loaln
    loaln 22九月2020 12:06
    0
    在这里,这个方向在苏联时代就不存在。
    俄罗斯联邦在这个领域在哪里?
    需要解释一下?
    但是我仍然想责骂苏联政府。
    不是吗?
    平庸和小偷。