Рассмотрены перспективы и проблемы использования квантовых алгоритмов, в частности квантовых алгоритмов моделирования в информационных технологиях ( ИТ ), в задачах управления ( control science ) и задачах информатики ( computer science ). Изложены проблемы использования ИТ в процессе решения задач управления в технике, в обществе и в живых организмах (прежде всего в задачах моделирования мозга). Продемонстрированы попытки разработки квантовых компьютеров (КК) и квантовых процессоров-ускорителей ( КвУ ) с использованием технологий, отличных от кремниевых. Приведены и проанализированы существующие опасения относительно огромных мощностей будущих КК и КвУ.
Идентификаторы и классификаторы
елях является важной задачей. Однако в Институте проблем управления Российской академии наук (ИПУ РАН) интересуются и другими задачами. Приходится решать сложные задачи управления с использованием ИТ в технике, в обществе и живых организмах. Когда мы говорим об управлении в обществе, мы, в частности, имеем в виду задачи планирования в рыночной экономике независимо от форм собственности. Что касается управления в живых организмах, то здесь наиболее трудной проблемой являются задачи управления, связанные с функциями мозга и его моделированием. В США и в ЕС начиная с 2013 г. были запущены два проекта: проект BRAIN (США) и проект HBP (ЕС). Проект BRAIN (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies) предполагает обратную разработку мозга, т. е. воспроизведение его функций с помощью компьютеров. На проект BRAIN предполагается израсходовать за 10 лет начиная с 2013 г. 3 млрд долл. На европейский проект HBP (Human Brain Project) запланировано израсходовать 1,19 млрд евро ( 1,6 млрд долл.) с 2013 по 2023 гг.
Список литературы
1. Правильщиков П. А. Использование квантовых компьютеров и квантовых ускорителей в информационных технологиях // Информационные технологии в проектировании и производстве. 2016. № 2. С. 3-12. EDN: WJXSRZ
2. Правильщиков П. А. Доказательство теорем с помощью квантового генератора тестов // Информационные технологии в проектировании и производстве. 2015. № 3. С. 77-87. EDN: UXQALT
3. Правильщиков П. А. Квантовый генератор тестов как основа доказательства теорем с использованием квантовых D-алгоритмов // Информационные технологии в проектировании и производстве. 2015. № 4. С. 32-41. EDN: VOKMRP
4. Каку М. Физика будущего / Пер. с англ. 3-е изд. - М.: Альпина нон-фикшн, 2014. - 584 с. 5. Правильщиков П. А. Проблема алгоритмической разрешимости и полуразрешимости формальных систем и ее решение с использованием квантового генератора тестов / Пленарный доклад в Трудах 15-й межд. конф. “Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта” (CAD/CAM/PDM-2015). Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. 2015. С. 23-27. EDN: VKHSNZ
6. Правильщиков П. А. Проблема алгоритмической разрешимости (полуразрешимости) формальных систем и квантовые D-алгоритмы // Пленарный доклад в Трудах 15-й межд. конф. “Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта” (CAD/CAM/PDM-2015). Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. 2015. С. 78-82. EDN: VKHSNZ
7. Поспелов Д. А. Фантазия или наука: на пути к искусственному интеллекту. - М.: Физматлит, 1982. - 224 с. 8. Правильщиков П. А. Квантовый параллелизм и новая модель вычислений. / Труды 12-го Всероссийского совещания по проблемам управления. ВСПУ-2014. - М.: Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. 2014. С. 7319-7334. EDN: SSMTGB
9. Правильщиков П. А. Квантовый параллелизм и решение уравнений в задачах управления на базе новой модели вычислений / Труды 12-го Всероссийского совещания по проблемам управления. ВСПУ-2014. - М.: Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. 2014. С. 7335-7351. EDN: SSMTGV
10. Правильщиков П. А. Закон сохранения перебора и естественный параллелизм D-алгоритмов для построения тестов и моделирования в технической диагностике // Автоматика и телемеханика. 2004. № 7. С. 156-199. EDN: NQYWBD
11. Lanyon B. P., Barbieri M., Almeida M. P. et al. Quantum computing using shortcuts through higher dimensions // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 101. №. 2. P. 2-7. 12. Lanyon B. P., Barbieri M., Almeida M. P. et al. Simplifying quantum logic using higher-dimensional Hilbert spaces // Nat. Phys. 2008. V. 5. №. 2. P. 134-140. 13. Нильсен М., Чанг И. Квантовые вычисления и квантовая информация / Пер. с англ. - М.: Мир. 2006. - 824 с. 14. Антес Г. Перспективы субатомных ИТ / Computer-world/ 2006,№. 37. P. 43-47. 15. Правильщиков П. А. Центральная проблема современной дискретной математики и квантовый генератор тестов / Пленарный доклад в Трудах 14-й межд. конф. “Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта” (CAD/CAM/PDM-2014). Институт проблем управления РАН им. Трапезникова. 2014. С. 15-20. EDN: TOFEPH
16. Правильщиков П. А. Квантовые D-алгоритмы и центральная проблема современной дискретной математики / Доклад в Трудах 14-й межд. конф. “Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта” (CAD/CAM/PDM-2014). Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. 2014. С. 88-93. EDN: TOFEVL
17. Roth J. P. Diagnosis of automata failures: a calculus and method // IBM J. Research and Development. 1966. No. 7. P. 18-32. 18. Бортаковский А. С., Пантелеев А. В. Линейная алгебра в примерах и задачах. - М.: Высш. шк., 2010. - 591 с. EDN: VCCRNJ
19. Правильщиков П. А. Построение тестов для программ // Автоматика и телемеханика. 1977. № 5. С. 147-160. 20. Подольский С. Я., Правильщиков П. А. Моделирование и диагностирование аналоговых БИС // Вопросы оборонной техники. 1990. 8-я сер. № 4 (68). С. 20-25. 21. Grover L. K. Quantum mechanics helps in search for a needle in a haystack / Phys. Rev. Lett. 1997. V. 7. No. 2. P. 325-334. 22. Dantsin E., Kreinovich V., Wolpert A. On Quantum Versions of Record-Breaking Algorithms for SAT // ACM SIGACT News. 2005. V. 36. №. 4. P. 103-108. http://digitalcommons.utep.edu/cs_techrep/257 См. также URL: http://digitalcommons.utep.edu/cgi/viewcontent.cgi? article=1256&context=cs_techrep. 23. Yang W. L., Wei H., Zhou F. et al. Solution to Satisfiability problem by a complete Grover search with trapped ions // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2009. V. 42. P. 8. http://linkiv.org/pdf/0811.2905.pdf. 24. Shor P. W. Algorithms for quantum computation: Discrete log and factoring. In Proceedings of the 35th Annual Symposium on the Foundations of Computer Science. S. Goldwasser, ed. Los Alamitos, CA, 1994. - IEEE Computer Society. P. 124-134. 25. Shor P. W. Algorithms for quantum computation: discrete logarithms and factoring / Proceeding 35th Annual Symposium on Foundation of Computer Science. IEEE Press. Los Alamos. CA. 1996. 26. Ожигов Ю. И. Конструктивная физика. - М.-Ижевск: НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”, 2010. - 424 с. EDN: QJXJAH
27. Shor P. W. Progress in Quantum Algorithms. Department of Mathematics, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA. http://link.springer.com/ chapter/. DOI: 10.1007/0-387-27732-3_2#page-1 28. Richard H. Warren Adapting the traveling salesman problem to an adiabatic quantum computer. http://link. springer.com/article/10.1007%2Fs11128-012-0490-8#/page-1. 29. Канторович Л. В. Математические методы организации планирования производства. - Издание Ленинградского гос. ун-та, 1939. EDN: ZIGTUB
30. Хемди А. Таха. Введение в исследование операций. (Operations Research: An Introduction ). Гл. 3. Симплекс-метод. 7-е изд. - М.: Вильямс, 2007. С. 95-141. 31. Перри Р. Элементарное введение в квантовые вычисления. Пер. с англ.: Учебное пособие / Р. Перри - Долгопрудный: Издательский Дом “Интеллект”, 2015. - 208 с. 32. Менский М. Б. Квантовая механика: новые эксперименты, новые приложения и новые формулировки старых вопросов // Усп. физ. наук. 2000. Т. 170. № 6. С. 631-648. EDN: MPFYXP
33. Metz C. For Google quantum computing like learning to fly. http://www.dwavesys.com/media-coverage/wired-google-quantum-computing-learning-fly. 34. Пономаренко В. П. Теллурид кадмия-ртути и новое поколение приборов инфракрасной фотоэлектроники // Усп. физ. наук. 2003. Т. 173. № 6. С. 649-665. 35. Дойч Д. Структура реальности. - М.-Ижевск: РХД, 2001. 36. Прескилл Дж. Квантовая информация и квантовые вычисления. Т. I. - М.-Ижевск: ИКИ, 2008. - 464 с. 37. Виндж В. Технологическая сингулярность // Компьютерра. 2004. http://old.computerra.ru/think/35636. 38. Пархоменко П. П., Правильщиков П. А. Диагностирование программного обеспечения // Автоматика и телемеханика. 1980. № 1. С. 103-121.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Проанализированы методы моделирования сложных технических систем, применяемые в расчетно-теоретических обоснованиях конструктивно-технологических решений машиностроительных производств. Популярный в схемотехнике метод моделирования путем создания моделей электрических эквивалентов является лишь частным случаем более общего метода графовых схем. Эти представления рассчитываются компьютерными программными комплексами, в которых применены методы матричного анализа. Моделирование подразумевает обязательное разложение изучаемой системы на подсистемы с их последующим сложением в одном изделии. В машиностроительном проектировании это называется методом синтеза проектных решений. Такие исследования выполняются при построении моделей для технологического прогнозирования процессов изготовления и эксплуатации изделий.
Рассмотрены вопросы повышения качества и эффективности производственных процессов современного предприятия. Предложена методология “бережливого производства” для создания инновационного предприятия. Показана необходимость графического изображения производственных процессов предприятия. Представлены аргументы в пользу идентификации потерь, приводящих к неоправданным затратам. Рассмотрены методы снижения воздействия или полного устранения потерь с целью повышения эффективности предприятия. Указаны основные количественные экономические показатели, используемые для анализа потока ценностей. Основное внимание уделено анализу методов повышения качества продукции, процессов и конкурентоспособности предприятия в целом. Материал ориентирован на руководителей промышленных предприятий. Он полезен руководителям производственных отделов и отдела управления качеством.
Управляющими параметрами теплового процесса сварки полипропиленовых труб при температурах воздуха ниже нормативных являются продолжительность предварительного подогрева и охлаждения для выравнивания температур и размеры теплоизоляционной камеры. Предлагаются методики определения управляющих параметров из условия протекания теплового процесса при низких температурах по закономерности близкой динамике температурного поля при сварке в условиях допустимой температуры окружающего воздуха.
Рассмотрены тенденции в области проектирования отечественных электрических соединителей. Описаны требования, предъявляемые к пластмассовым деталям. Выполнено сравнение традиционной методики расчета технологической оснастки и современного подхода с применением компьютерных систем.
Обоснован новый подход к разработке САПР ТП механической обработки новых изделий. Задачи, решаемые инженером-технологом, разбиты на типовые и интеллектуальные. Предложен математический аппарат решения типовых задач, и разработан исходный код программных модулей для его реализации. Рассмотрена возможность использования аппарата теории множеств и технологического размерного анализа для решения интеллектуальных задач. Разработан исходный код опытной версии САПР ТП с интерактивным графическим вводом содержания размерных схем технологического процесса.
Рассмотрена принципиальная возможность упрощения сложного описания, синтеза и внедрения моделей деятельности предприятия как системы целеориентированных процессов. Синтез моделей с подчиненными процессами основан на декомпозиции целей, требований и соответствующих им процессов с использованием концепций CALS и ПиК, методов познания и описания IDEF0 и IDEF1X.
еталлических трубах из стали Х18Н10Т, возникающих в режимах термоциклирования при многократном пропускании по трубе нагретого воздушного потока: общая относительная деформация образца, как и величина локальной деформации, изменяется на уровне 10-3; величина термоупругих напряжений ~ 300 МПа. Результаты моделирования напряженно-деформированного состояния цилиндрического держателя тензодатчика из стали 40Х2Н2МА под действием равномерно распределенной нагрузки (прикладываемая сила ~ 20 тс) показывают, что максимальные по величине напряжения и деформации возникают на площадке пятна контакта купола держателя с силопередающей плитой, а минимальные - в плоскости фиксации держателя. Модели и результаты расчета подготовлены в среде компьютерного моделирования ANSYS.
Приведены результаты спектрального анализа диагностических сигналов, полученных методами функциональной электрофизической диагностики при физико-механических испытаниях проводниковой меди на растяжение. Применялись методы дискретного преобразования Фурье, непрерывного вейвлетного преобразования и гармонического анализа. Особенности спектральных характеристик исследовались с помощью функций временных окон Ханна, Хемминга и Гаусса путем сдвига параметров окна относительно начала координат. Наибольшие искажения спектра диагностического сигнала наблюдались при использовании окна Ханна. Результаты спектрального анализа были смоделированы на макете виртуального прибора.
Предложены схема, этапы и способы экспериментально-графической идентификации параметров системы массового обслуживания.
Изложены перспективы и проблемы использования квантовых компьютеров (КК) и квантовых процессоров-ускорителей (КвУ), объединенных квантовыми каналами связи, в информационных технологиях ( ИТ ). Отмечено, что теоретической основой ИТ являются информатика ( computer science) и теория управления ( control science ). Показано, что в связи с завершением развития кремниевых технологий и появлением первых коммерчески доступных КК и КвУ в вычислительной технике ( ВТ ) начинается квантовая революция. Предпринимаются попытки разработки КК и КвУ с использования технологий, отличных от кремниевых. Приведены и проанализированы существующие опасения относительно чудовищных мощностей будущих КК и КвУ.
Издательство
- Издательство
- НТЦ ОК "КОМПАС"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 125424, город Москва, Волоколамское ш., д. 77
- Юр. адрес
- 125424, город Москва, Волоколамское ш., д. 77
- ФИО
- Лукашук Владимир Евгеньевич (ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- secretariat@ntckompas.ru
- Контактный телефон
- +7 (495) 4915797
- Сайт
- https://ntckompas.ru