MIT: Kvantemekanik kan være svaret på monstertunge dataanalyser i Big Data-projekter

Om få år vil der ifølge MIT være kvantecomputere til rådighed, som kan sikre analyse af gigantiske datasæt fra el-, finans- eller transportsektoren.

Big Data-projekter til beregning af balancen i elsystemet, verdens økonomi eller optimering af transport kan kræve analyse af så gigantiske datasæt, at regnekraften på nutidens computeren slet ikke er tilstrækkelig.

En ny algoritme, der gør brug af kvantemekanik, eller 'kvante-computing', kan måske være løsningen.

Forskere fra MIT, University of Waterloo og University of Southern California beskriver i et ny artikel, som blev offentliggjort mandag, en ny tilgang til håndtering af de komplekse problemer med store datamængder i Big Data-projekter.

Den nye machine learning-algoritme kombinerer kvantemekanik eller såkaldt kvante computing og topologi - en gren af geometri - og ad den vej nærmer forskerne sig en løsning på håndtering af de enorme datamængder.

Topologi fokuserer på egenskaber, der forbliver den samme, selv når noget er bøjet og strakt, og det er nyttigt til at analysere sammenhænge i komplekse netværk, såsom USAs samlede elnet eller den globale kobling af internettet.

Ulempen ved ​​topologiske analyser er, at de er meget dyre at gennemføre, men det er så her, at forskerne mener, at kvantemekanikken kan hjælpe.

Computere på størrelse med universet

Hvis man eksempelvis har et datasæt med 300 points/punkter, vil en traditionel tilgang være at analysere alle de topologiske funktioner i dette system, hvilket imidlertid vil kræve »en computer på størrelse med universet,« siger hovedforfatteren på artiklen, Seth Lloyd og Nam P. Suh, som er professor i Mechanical Engineering på MIT ifølge Computerworld.com.

Med andre ord vil det kræve omtrent lige så mange behandlingsenheder, som der er partikler i universet, hvilket reelt gør opgaven umulig at løse.

En klassisk computers hukommelse er lavet af bits. Hver af bittene kan lagre en af to mulige tilstande, disse kan f.eks. fortolkes som "0" og "1", som de to tilstande for nemhedens skyld kaldes i næsten al faglitteratur. Computeren beregner ved at manipulere disse bits.

En kvantecomputer har en derimod mængde af qubits. En qubit kan lagre de "klassiske" to tilstande "0", "1" eller en superposition af de to tilstande. Det er forkert at sige, at en qubit kan lagre to egentlige tilstande på samme tid – det den derimod kan, er at lagre en superposition af to vægtede tilstande.

Kvantecomputeren beregner ved at manipulere disse qubits. Qubittene skal være kvantemekanisk sammenfiltrede for at virke som qubits.

Dermed kan man undgå at udvikle en digital computer på størrelse med hele universet. Et 300-point datasæt vil nemlig 'kun' kræve en kvantecomputer med 300 qubits, og computere af denne størrelse og type vil ifølge Seth Lloyd være til rådighed i de kommende år.

»Med vores algoritme behøver man en stor kvantecomputer for at sparke noget alvorligt topologisk røv,« siger han.

Samme fremgangsmåde kunne anvendes til at analysere verdens økonomi, sociale netværk eller »næsten ethvert system, der involverer langtrækkende transport af varer eller oplysninger,« har Lloyd sagt.

Proof-of-concept forsøg er allerede i gang.

Følg forløbet

Kommentarer (0)

Log ind eller opret en konto for at skrive kommentarer

JobfinderJob i it-branchen