Jó lenne, ha ötvözni tudnánk az autóknál a csúcsteljesítményt a tömeggyártott motorok praktikumával és költséghatékonyságával? Dr. Dave Snelling, a Fujitsu kutatási munkatársa és mesterséges intelligenciáért felelős programigazgatója szerint a kvantumszámítástechnika világában ez lehetséges.
Több oka is van annak, miért tartjuk idegennek a kvantumszámítástechnikát. Még a kvantummechanikát megalkotó fizikusok is őrült ötletnek tartották. Einstein úgy beszélt róla, mint „ijesztő távolhatásról”. Schrödinger macskájának története pedig abszurditásánál fogva azt sejteti, hogy a kvantumelmélet egyes bizarrabb feltételezései valószínűleg hamisak.
Ma azonban már olyan világban élünk, ahol jelen vannak a kvantumszámítógépek, és azt várjuk tőlük, hogy valós számításokat végezzenek, és valódi üzleti problémákat oldjanak meg. Kétségtelenül izgalmas jövő áll ezek előtt az eszközök előtt, de egyelőre még nem képesek a nagyon sokféle kombinációt magunkban rejtő, komplex problémák megoldására. Az ilyen kombinatorikai problémák esetenként olyannyira összetettek, hogy a hagyományos számítógépek nem tudnak rájuk üzletileg értelmezhető határidőn belül választ találni. Egyes számításoknál évtizedeket kéne várni a megoldásra, másoknál több százmillió évre lenne szükség.
A kvantumeszközök egyelőre meglehetősen egzotikus rendszerek: olyan nagy karbantartásigényű hardverek, amelyekre senki nem bízná szívesen kritikus alkalmazásait. Ugyanakkor már létezik alternatíva a gyakorlati alkalmazásra. Mégpedig olyan, amely számításaink szerint 2019-ben bekerül a mainstream üzlet gondolkodásba, és mindkét világ előnyeit biztosítja felhasználói számára – azaz stresszmentesen teszi elérhetővé a kvantumtechnológiára jellemző teljesítményt.
Kvantumtechnológia által inspirált megoldás
A Fujitsu tudósai jöttek rá a világon elsőként, milyen izgalmas és termékeny lehetőség rejlik abban, ha a kvantumalgoritmusokat digitális áramkörökön alapuló architektúrán futtatjuk. A kvantumjelenség által inspirált, szilíciumarchitektúrára épülő Digital Annealer megoldás hagyományos félvezető technológiával dolgozik.
Szeretném nyilvánvalóvá tenni: nem kvantumszámítógépről van szó. A Digital Annealer hagyományos hadvertechnológiára épül, és így oldja meg gyorsan a kombinatorikai-optimalizációs problémákat – a kvantumszámítástechnikára jellemző magasabb költségek és komplexitás nélkül.
Jó példa erre a helyzetre az a feladat, amikor az embernek 25 értékes tárgya van, ám mindössze egyetlen hátizsákja, és szeretne annyi értéket magával vinni, amennyit csak lehet, de nem viheti az összeset, mert az túl nehéz lenne. A feladat annyiban is bonyolult, hogy egyes tárgyak együtt többet érnek, mint az összegük. Ha másodpercenként egy kombinációt vizsgálunk meg, 500 ezer milliárd évezredre lenne szükségünk a legjobb kombináció kiválasztásához. A Digital Annealer 20 ezer kombináció egyidejű vizsgálatát teszi lehetővé, és ezáltal 17 ezerszer gyorsabban biztosít megoldást a legjobb alternatív számítási módszereknél. Itt tartunk ma. A Fujitsu Digital Annealer rendszerének fejlesztési ütemtervében az idén érkezik el a „DAU2” szakasz, amely százszor gyorsabb működést tesz lehetővé a DAU1 szakaszra jellemzőnél.
Az új üzleti lehetőségek tárháza
Talán azt gondolják, hogy a Digital Annealer csak ezoterikus, laboratórium feltételek között releváns vagy a tudomány peremvidékéhez tartozó számítási problémák megoldására képes. Nem így van. Az új rendszer tökéletes megoldás a nagyszabású kihívások legyőzéséhez, és hosszú távon is megbízható megoldást kínál az ügyfelek valós üzleti és társadalmi problémáira. Nyilvánvaló, hogy a kivételes technológiai potenciállal rendelkező Digital Annealer használatához újszerű módon kell közelíteni a számítási problémákhoz. Éppen ezért tanácsadással és támogatással kiegészített felhőszolgáltatásként kínáljuk a rendszert. Így ügyfeleink már ma élvezhetik a kvantumszerű számítástechnika előnyeit és lehetőségeit az üzletmenet és a társadalom átalakítása, és a valós élet problémáinak megoldása terén.
A Digital Annealer szoftverének fejlesztésében a vancouveri 1QBit (1QB Information Technologies Inc.) volt a partnerünk. Az 1QBit munkatársa, Dennis Loktionov így nyilatkozott a megoldásról: „A Fujitsu Digital Annealere nagyszerű példa arra, miként lehet egy praktikus megoldásplatformot felhasználni napjaink világának gyakorlati optimalizációs problémának megoldására, és egyben annak kiderítésére, hogyan segítheti majd a jövőben a kvantumszámítástechnika az ilyen kérdések újszerű megfogalmazását. A Digital Annealer megbízható, szobahőmérsékleten is működőképes, hagyományos digitális áramkörre épül, ugyanakkor kiaknázza az új számítástechnikai paradigmában rejlő előnyöket.”
A pénzügyi szolgáltatószektorban a Fujitsu és a 1QBit segítséget nyújtott a brit NatWest banknak a 120 milliárd fontos befektetési portfólióját alkotó értékpapírok optimális kiválasztásához. Ez nem új feladat a bank számára; az Egyesült Királyságban törvény írja elő a bankok számára annak bizonyítását, hogy a portfóliójukban található kiváló minőségű likvid eszközök elég stabilak ahhoz, hogy bármilyen pénzügyi vihart képesek legyenek átvészelni a jövőben. Ez rendkívül összetett és – a dolgok jelenlegi állása szerint – valós időben nem elvégezhető feladat, ezért korlátozza a bankok rugalmasságát az új piaci viszonyokra való reagálás terén. A Digital Annealerrel a NatWest bebizonyította, hogy a korábban több hetet és rengeteg erőforrást igénylő feladat jóval rövidebb idő alatt, ráadásul kisebb emberi hibakockázat mellett végrehajtható.
Máris több globális gépkocsigyártó és feldolgozóipari vállalat használja a Digital Annealert összetett számítási feladatok elvégzésére: a gyártási feladatütemezéstől és a forrasztási műveletek sorrendjének meghatározásától kezdve a raktárműködés optimalizálásán és a raktári szállítások ütemezésén keresztül a raktárkészletből való elszállításig és az alkatrészek disztribúciójának optimalizálásáig. Mindezzel azonban még csak néhányat villantottunk fel az érintett iparágak előtt álló lehetőségek közül. A tömeges testre szabás elterjedésével egyre nagyobb megtakarítást lehet elérni, ha valós időben kiszámítják az optimális gyártási sorrendet és a gépek mozgását. Ezek külön-külön nem nagy jelentőségű tényezők, együtt viszont már komoly megtakarítást jelentenek a gyártási tevékenység során. Arra számítunk, hogy az idén sikerül jelentős eredményeket elérnünk pl. a gépkocsitervezés optimalizálása terén. Itt a Digital Annealer a jelenleg lehetségesnél jóval több variánst és gyorsabban tesztel, anélkül, hogy minden egyes esetben napokra lefoglalná a feladathoz a gyártó IT-erőforrásait.
A közlekedési útvonalak optimalizálása megoldást ígér a tömegközlekedési vállalatok, kormányok és helyi önkormányzatok számára a közlekedési dugók csökkentésére, és ezen keresztül a produktivitás javítására, illetve a környezetterhelés mérséklésére. Jelenleg alternatív útvonaljavaslatokat küldenek a sofőröknek a torlódások kikerülése érdekében. Ez azonban végül újabb forgalomlassulások kialakulásához vezet. A Digital Annealer már a gyakorlatban is bebizonyította, hogy 40%-kal képes mérsékelni a forgalmi dugókat azáltal, hogy valós idejű számításokat és újraszámításokat végez az összes releváns változó felhasználásával.
Híd a kvantumjövőbe
A Digital Annealer számos olyan lehetőség előtt nyit kaput, amelyet korábban irreálisnak tartva elvettünk. Eltart majd egy ideig, amíg az új szemléletmódra áttérő szervezetek ráébrednek, hogy jóval több lehetőséget vehetnek igénybe, mint korábban gondolták. Az üzleti stratégiák megalkotói számára a Digital Annealer lehetővé teszi, hogy már ma kvantumszerű számításokat végezzenek, és felkészüljenek azoknak a kezelhető kvantumszámítógépeknek a használatára, amelyek érkezése már a közeljövőben várható.
A dolog szépsége, hogy ez a lehetőség – és a vele járó üzleti előnyök – már ma elérhetők a Fujitsu használat szerint fizetendő (pay-as-you-go) felhőszolgáltatásának igénybevételével. További tájékoztatásért és a műszaki részletekért keresse fel webhelyünket itt.