ABN Amro en QuSoft werken samen aan algoritmen voor quantumcomputers

ABN Amro en QuSoft zijn een samenwerkingsproject met de naam DisQover gestart om onderzoek te doen naar het gebruik van zogenoemde quantumalgoritmen voor de financiële sector. Die algoritmen zouden bijvoorbeeld afwijkingen in financiële data kunnen detecteren.

ABN Amro en het Nederlandse onderzoekscentrum QuSoft kondigden hun samenwerking tijden de Quantum Tech-conferentie in Boston aan. De bank wil zich hiermee voorbereiden op de eventuele komst van een werkende quantumcomputer voor de financiële sector. Nu al onderzoek doen zou nodig zijn om vast te stellen bij welke problemen zo'n systeem kan helpen.

Wereldwijd verrichten universiteiten en bedrijven onderzoek naar quantumcomputers. Die bieden in potentie parallelle rekenkracht die de prestaties van klassieke supercomputers ver overstijgt, omdat quantumbits in bepaalde mate zowel een 1 als een 0 kunnen vertegenwoordigen.

Naast de technische uitdagingen is er ook nog veel werk te verrichten op het gebied van algoritmen. Wetenschappers zoeken naar bruikbare algoritmen die kunnen draaien op quantumcomputers en waarvan bewezen kan worden dat ze flinke voordelen bieden. Daarvan zijn er inmiddels enkele tientallen. In Nederland richt QuSoft zich hierop; dit is een onderzoekscentrum van het CWI, de UvA en de VU.

ABN Amro denkt aan toepassing bij het verwerken en monitoren van financiële transacties, het constateren van afwijkingen bij grote hoeveelheden data en het maken van nauwkeurige risico-inschattingen. Voor dit soort toepassingen zouden klassieke computers op termijn niet meer toereikend zijn vanwege de toename van de hoeveelheid te verwerken financiële data.

Het doel van het DisQover-project is om herbruikbare delen van geschikte quantumalgoritmen te vinden. Voor het testwerken gebruiken de onderzoekers hybride computers, deels klassiek, deels quantum, en quantumsimulatoren waarmee quantumhardware gesimuleerd wordt voor het draaien van algoritmen.

Reacties (13)

[Mushroomician]

Er worden hier twee zaken door elkaar gehaald. "kwantum" algoritmen en "kwantum" computers.

Een kwantum algoritme maakt gebruik van dezelfde principes (het gedrag van kwantum-deeltjes) die wetenschappers bij experimenten hebben vastgesteld. Je kunt een kwantum algoritme op papier zetten (of een python script) en je doel sneller berekenen dan hoe je het anders zou bruteforcen. Je zou het simuleren kunnen noemen, maar het is gewoon een berekening die anders in elkaar zit dan "classieke" berekening. Als je bekend bent met complexe getallen weet je waarom die uit twee dimensies bestaan. Met kwantum algoritmes ga je verder dan de 3^e dimensie en daarom wordt er zo fuzz over gedaan met soms zelfs verwijzingen naar bovennatuurlijke, almachtige wezen(s).

Een fysieke kwantum computer zou in staat zijn om een dergelijke formule "fysiek" uit/in echte wereldse objecten te kunnen uitlezen en manipuleren.

Studiemateriaal: http://theoreticalminimum.com/

[Olaf]

Username checks out. Het gaat hier toch echt om algoritmes voor quantumcomputers. Algoritmes die dus gebruikmaken van het principe van superpositie, dat qubits zich meerdere toestanden va 0 en 1 kunnen bevinden en via verstrengeling met elkaar verbonden zijn. Die fragiele staat vraagt om specifieke behandeling om er mee te kunnen rekenen. Het gaat daarbij om extreem voorzichtig manipuleren en meten. De kunst is om het antwoord als het ware naar boven te laten drijven. Dat kan alleen met specifieke algoritmen. We hebben er in 2014 een goede achtergrond over gepubliceerd.

[MSalters]

Sorry, maar dit is geen relevante kritiek.

Om te beginnen met je eerste kritiek: het artikel zou quantumcomputers en quantumalgoritmes door elkaar halen. Welnee, de titel zegt het al: "algoritmen voor quantumcomputers". En de derde alinea maakt duidelijk dat er werk is aan algoritmes naast werk aan quantumcomputers. Dat zijn dus gescheiden zaken.

Je daaropvolgende uitleg over quantumalgoritmes introduceert het idee "quantum-deeltje". Wat voor andere deeltjes had je in gedachten? Vervolgens, het idee dat je een quantum-algoritme in Python zou kunnen opschrijven is hoogst misleidend. Ja, je kunt een quantumcomputen in Python simuleren (Python is een Turing-complete programeertaal) en vervolgens dat quantumalgoritme simuleren. Dat is langzamer dan brute-forcen.

De werkelijkheid is dat quantumcomputers werken met een superpositie van meerdere staten. De "populaire" uitleg is dat een qubit tegelijk 0 en 1 kan zijn. Dat is iets te simpel, maar een betere benadering. Een qubit is een quantum-mechanische superpositie van 0 en 1. Dan je volgende misvatting dat quantum-computers "verder gaan dan de derde dimensie". Juist niet. Een quantum-mechanische superpositie is een waarschijnlijkheid, maar geen 1-dimensionaal percentage zoals in de klassieke statistiek. Nee, een quantum-waarschijnlijkheid is 2-dimensionaal, en zelfs precies zo'n complex getal als waar jij naar verwijst.

Vervolgens, "een fysieke kwantumcomputer". Daar moeten we opletten. Er zijn twee soorten. Eén soort quantum-computer lost minimalisatie-problemen op. Stel we hebben een functie f(x,y,z) war we het minimum van willen vinden. Voor welke x,y,z is f(x,y,z) het kleinst? Dit kunnen we inderdaad oplossen als we x,y,z als qubits kunnen beschrijven, precies omdat we dan met de superpositie van f(x,y,z) alle mogelijke waardes tegelijk kunnen realiseren. De eerste soort quantum-computer kan uit die superpositie van f(x,y,z) de laagst mogelijke waarde vinden, en dan bepalen welke x,y,z waardes dat minimum produceerde.

Alleen: dat is geen heel erg universele quantum-computer. Shor's algoritme voor het vinden van priemfactoren werkt niet op deze soort quantum-computer. Dat is jammer, want deze eerste soort computer kan nu al gebouwd worden met duizenden qubits.

[Mushroomician]

Niet relevant? Valt over te discusseren. Wordt erg langdradig dus doe ik liever niet hier.
Ik wil wel de kans grijpen om lezers te motiveren kwantum berekeningen zelf te gaan bekijken.

De werkelijkheid is dat quantumcomputers werken met een superpositie van meerdere staten. De "populaire" uitleg is dat een qubit tegelijk 0 en 1 kan zijn. Dat is iets te simpel, [..]

Superpositie moet je gewoon niet in woorden uitleggen. "Do the math", en je begrijpt het direct.
Je hebt wel wat benodigdheden nodig. Laat je vooral niet afschrikken als je een VMBO niveau hebt en denkt dat dit te moeilijk is; het is ff wennen maar echt te doen:
Simpel gezegd: Tellen en rekenen kun je al met getallen. Nu moet je tellen met de volgende "objecten".

• Rekenen met complexe getallen
• Rekenen met vectors
• Rekenen met Matrix

In een paar avondjes te leren. Net zoals men zegt "een foto zegt meer dan duizend woorden", zo zegt één rekensom meer dan duizend woorden, foto's en videos.

En als je dat begrijp kun je superpositie uitrekenen met de Hadamard transformatie (Daarvoor moet je dus matrix rekenen beheersen).
So, blue pill or red pill?

[Reactie gewijzigd door Mushroomician op 23 juli 2024 12:56]

[JSDJ]

Graag zou ik nog even een kleine aanvulling doen op wat je beweert m.b.t. dat er 2 soorten quantumcomputers bestaan, waarvan er een niet universeel zou zijn:

Er zijn op dit moment 4 gangbare modellen voor quanrumcomputing:
- gate based/circuit based/matter based: de 'welbekende' vorm van quantumcomputing die gebruikt maakt van het circuit model.
- adiabatic quantum computing/annealing/Hamiltonian-based: de optimalisatie-based of groundstate-based versie die je noemt
- measurement based quantum computing: de berekeningen doen door slim subsets van qubits te meten en alleen nog maar local operations te hoeven doen
- topological quantum computing: the 'real spooky stuff' gebruikmakende van topological states of matter/non-abelian anyons (bijv. de majorana's). Sommigen zouden overigens zeggen dat dit een vorm van circuit-based QC is.

Een aantal dure woorden, maar feit blijft: het is aangetoond dat alle vormen van QC equivalent zijn (tot op polynome schaling), dus ook adiabatic computing.

Nu wil het wel zo dat de adiabatic QC's van DWAVE niet per se universal zijn: kort door de bocht gezegd kan je niet de juiste Hamiltonians simuleren/impelenteren om volledig universele QC te doen op die machines. Daar wordt echter wel door hen hard aan gewerkt. De tijd zal het leren of het ook lukt.

Daarnaast is de schaling van adiabatic QC's en circuit QC's w.b.h. aantal qubits absoluut niet gelijk: 1000 qubits in een circuit-based QC is vele malen sterker dan 1000 qubits in een adiabatic QC

[Reactie gewijzigd door JSDJ op 23 juli 2024 12:56]

[TStick]

Hey wat een leuke link, bedankt. dit is toch Susskind de loodgieter ? die man die zei dat Hawkins Radiation niet bestaat ?

[NoUser]

Wel grappig dat ze bezig zijn met antwoorden op vragen die nog moeten komen.

[MRE-Inc]

Dan moeten ze wel "opschalen" naar 3 cijfers achter de komma

[KabouterSuper]

Nee hoor, ook spaarrentes kunnen negatief worden.