Текст книги "Журнал «Компьютерра» № 9 от 06 марта 2007 года"
Автор книги: Компьютерра Журнал
сообщить о нарушении
Текущая страница: 7 (всего у книги 9 страниц)
• Демонстрация, проведенная D-Wave, сама по себе ничего не доказывает. Глядя на нее, невозможно сказать, не ограничились ли они тем, что построили 16-битный классический компьютер (не по 16-битной архитектуре – а просто состоящий ровно из 16 битов). Задачи, которые были показаны, ничего не стоит решить на обычном компьютере, даже на графическом калькуляторе – и когда об этом говорят, как о «первом коммерческом квантовом компьютере», это комедия какая-то. Вполне возможно, что D-Wave действительно сделала нечто интересное на своих сверхпроводящих кубитах. Но по такой демонстрации экспертам со стороны невозможно это оценить, не зная технических деталей: каково время декогеренции? Каковы перспективы масштабируемости? Увы, именно детали такого рода D-Wave, по-видимому, до сих пор не раскрывает, ссылаясь на озабоченность проблемами с интеллектуальной собственностью. Многие журналисты готовы толковать любые сомнения в пользу D-Wave. Но академический подход возлагает бремя доказательства на D-Wave, и только на нее.
• Допустим, что КК может лишь слегка ускорить решение NP-полных задач. Допустим, что машина, предъявленная D-Wave, немасштабируема и подвержена шумам. Но даже при этих допущениях – если бы D-Wave удалось создать 16-кубитный КК, хоть чуть-чуть обгоняющий классический, это было бы огромным научным достижением. К сожалению, неясно, удалось ли D-Wave это сделать.
Ведь они сравнивают скорость квантового алгоритма на своем КК с худшим, что есть в классике – с прямым перебором вариантов. Но на практике никто так задачи не решает. Честно было бы сравнить скорость работы квантового алгоритма с какой-нибудь классической оптимизацией типа имитации отжига. Насколько я знаю, такого сравнения не делалось.
D-Wave объявила, что построила лишь специализированный, а не универсальный КК. Но это мало что меняет. Недавно было доказано (arXiv:quant-ph/0405098), что на адиабатическом квантовом компьютере можно реализовать и универсальный КК. Значит, в данном случае правомерно ставить вопрос о возможностях такого компьютера и о том, насколько D-Wave продвинулась в его построении.
Я постарался объяснить, почему публичные заявления D-Wave по обоим этим вопросам выглядят очень ненадежно.
Скотт Ааронсон
Стилистика и мораль
Разные наблюдатели были разочарованы разными вещами и в разной степени. Скотт Ааронсон был больше всего разочарован лихими обещаниями по поводу NP-полных задач. Сила его разочарования была такова, что блог Скотта, наряду с блогом Дейва Бэкона (Dave Bacon, dabacon.org/pontiff), известного также как «Квантовый понтифик», стал в январе-феврале основным полем дискуссий и источником технической информации о D-Wave, концентрируя сотни очень компетентных и часто острых замечаний. Ааронсон даже успел дать комментарий для Nature, который был опубликован накануне демонстрации, 12 февраля, где он подчеркивал необоснованность претензий компании на ускорение решения NP-полных задач [Geoff Brumfiel, «Quantum computing at 16 qubits», Nature, 12 февраля 2007].
Но мне бы хотелось подчеркнуть нечто иное – Джорди Роуз, основатель и CTO D-Wave, и раньше цитировавший научные работы Ааронсона, прилежно отвечал на его критику. Причем не просто отвечал, а попросту соглашался с ней, и даже неоднократно – утверждая, что никогда и не претендовал на экспоненциальное ускорение NP-полных задач, а в лучшем случае – на квадратичное, давно полученное Гровером в его знаменитом квантовом алгоритме поиска (позволяющем найти нужную запись из N записей за
• N попыток, причем без всякой дополнительной структуры данных). Кстати, СЕО D-Wave Герб Мартин (Herb Martin) с характерной для опытного топ-менеджера прямотой заявил, что созданная его фирмой машина не настоящий квантовый компьютер, а специализированное устройство, использующее квантовую механику для решения практически важных задач. «Работать над универсальным КК – потеря времени, – сказал он. – Можно потратить сотни миллиардов долларов и ничего не добиться».
Если очень внимательно вчитаться в бойкие лозунги D-Wave (подхваченные множеством изданий, включая и такие солидные, как The Economist), легко убедиться, что формально недобросовестных утверждений там нет. Но D-Wave не дала и объяснений своей технологии специалистам на уровне академических стандартов.
Именно в этом сочетании причина такого холодного приема работы в среде специалистов (о степени холода можно судить по тональности наших врезок). Это стилистический момент, а вопросы стиля всегда ведут к самым острым конфликтам.
Скотт Ааронсон согласен с этим: «Если бы D-Wave воздержалась от таких диких преувеличений, я уверен, что реакция на их работу была бы куда более благожелательной».
Вопрос в том, чья реакция для компании важнее – те 300 статей в центральной прессе всего мира, которые в основном повторили запрограммированные для прессы лозунги – или раздражение сообщества экспертов. Точного ответа я не знаю, но в целом ситуация знакома любому, кто работал с инвесторами хайтека. Инвесторы почему-то часто хотят как раз диких преувеличений: квантовый компьютер! искусственный интеллект! алгоритмы человеческого мозга! Может быть, такая шумовая завеса лучше «продает» новый, еще не созданный продукт?..
Однако тот факт, что резкая реакция экспертов была мгновенно замечена, оценена, учтена компанией (а позже и прессой) – сомнению не подлежит. Как и то, что при подозрениях на хайп и некорректность формулировок научная среда отреагировала мгновенно, эмоционально (впрочем, никаких флеймов и в помине не было!) и очень компетентно.
Вот в этом я и вижу главную для нас, здешних читателей, айтишников и научников, мораль этой истории. В конце концов, технологии как таковые – ну куда они денутся? Так или иначе, загадки D-Wave прояснятся (кстати, не исключено, что мы познакомимся с компанией поближе; там много любопытного, в том числе интересный «русский след», как среди разработчиков, так и в совете директоров, куда входит Алексей Андреев, директор Американской бизнес-ассоциации российских экспатриантов). Да и вообще, недавно кто-то в блогах смешно написал, что «под виндой и квантовый комп будет круто тормозить».
Главное для нас в этой истории – увидеть – повторю: реально работающее, мгновенно оцененное, свободно вырабатываемое мнение научного сообщества. Ведь здесь такая история, как с D-Wave, невозможна по многим причинам. Знаете, есть исторический анекдот: Петра I в каком-то городе не встретили, как положено, салютом, он рассвирепел – как посмели?!. Градоначальники забубнили: на это есть семь причин: первая – пороху нет, вторая… но тут Петр сказал – хватит! Так и у нас: во-первых, нет таких проектов. Во-вторых, нет научного сообщества… хватит?
Десять лет до квантового супа
Перспективен ли подход, примененный D-Wave?
– D-Wave анонсировала адиабатический КК (АКК). Потенциальное преимущество этого подхода – он не требует цепочек квантовых операций, индивидуального контроля над кубитами. Однако применимость АКК к решению вычислительно сложных задач, в том числе NP-полных, зависит от того, как будут меняться параметры системы при увеличении числа кубитов. Важнейший параметр АКК – так называемый зазор (gap), расстояние между основным и следующим за ним уровнем энергии. Чем меньше зазор, тем больше времени нужно для эволюции АКК к решению задачи. Вопрос – насколько больше? Оказывается, тут вполне возможен экспоненциальный рост, что лишает смысла всю затею. Есть примеры, для небольшого числа кубитов, когда АКК в теории должен работать хорошо. Но все-таки масштабируемость я считаю здесь маловероятной.
Как же все это проверить?
– Только одним способом – построить установку. За это взялась D-Wave, и мне такой подход очень нравится. Не нравится мне другое – их суперрекламные заявления. Они очень опасны потому, что могут дискредитировать в глазах общества квантовый компьютинг как таковой.
Но они действительно управляли шестнадцатью запутанными кубитами?
– По имеющимся данным это неясно. Сегодня лучший результат, опубликованный в литературе – восемь кубитов в запутанном состоянии (но не в полностью управляемом, просто в запутанном). Насколько я понимаю, переход от восьми сразу к шестнадцати – это был бы слишком большой скачок. Тем более для сверхпроводящих кубитов, хотя технология сверхпроводящих кубитов – очень интересна (кстати, я не понимаю, почему нельзя было всю установку доставить к месту демонстрации). Вообще-то для АКК теоретически не обязательно, чтобы кубиты, образующие основное состояние, были запутаны на протяжении всей эволюции – но в интересных случаях, которые сегодня изучены, запутанность все-таки требуется.
Когда можно ожидать появления стокубитного КК?
– Думаю, лет через десять. Скорее всего, это не будет КК, последовательно выполняющий цепочки квантовых операций. Новые идеи тут появляются очень часто – люди ищут такие подходы, где не нужно с огромной точностью контролировать индивидуальные кубиты. О АКК мы уже говорили. А недавно возникла идея одностороннего (one-way), или кластерного (cluster), КК. Это суп из большого количества запутанных частиц, он все время пополняется новыми частицами, некоторые из него исчезают, а постепенно вся система путем необратимых воздействий направляется к состоянию, описывающему решение задачи.
С другой стороны, для реализации обычного, последовательного КК требуется достичь лишь фиксированного порога точности выполнения операций, и этот порог не такой уж фантастический. А когда он достигнут, можно сильно наращивать число кубитов – но тут возникает другая проблема, ведь для каждого «логического» кубита требуются вспомогательные «физические» кубиты, и их нужно так много, что это серьезное препятствие к масштабируемости. Но мне кажется, что в течение десяти лет будет найдена архитектура для реализации КК на практически значимом количестве кубитов.
Артур Экерт, по телефону из Сингапура
ОГОРОД КОЗЛОВСКОГО: Heavy metal, или Лучше меньше, да лучше
Автор: Козловский Евгений
На Новый год, в числе прочего, получился новенький фотоаппарат от Casio: EX S770. Последняя на тот момент и безусловно лучшая модель! Совершенная в своем роде. Таким образом, смутная мечта всегда иметь при себе «карманную» камеру, осуществление которой все откладывалось и откладывалось в силу слишком уж большого и все обновляющегося выбора, реализовалась императивно и, как мне показалось, если не самым лучшим – одним из самых лучших способов. Поясню почему.
Во-первых, Casio, выпустив лет одиннадцать назад первую в мире массовую цифровую мыльницу, сотворила с потребителем что-то вроде импринтинга. Во-вторых, из всех конкурирующих в области мыльницестроения серьезных фирм именно Casio, как правило, выдает (на мой, конечно, вкус) лучшие образцы в смысле дизайна и мелких приятностей, – разве что за исключением Sony, – остальные обычно проигрывают. И в-третьих, модель оказалась… минималистской. То есть когда речь заходит о выборе «карманной» камеры, которая в отдельных случаях должна заменить «основную», – хочется, чтобы у нее и возможности были почти как у основной. Ну, чтоб зум побольше… чтоб чувствительность повыше… чтоб все выставить вручную… чтоб… короче, – если идти по этому пути, как раз и получится, что в качестве «карманной» надо купить еще одну «основную». А поскольку это, как вы понимаете, абсурд, приходится идти путем сознательных самоограничений, и именно компактность показалась мне главным ограничивающим критерием [У меня, например, есть позапрошлогодняя модель от той же Casio, EX-P505, тоже в своем роде – совершенное совершенство, – я коротко писал о ней, когда рассказывал о поездках в Душанбе, – у нее, например, пятикратный зум и способность «снимать из-за угла», но она – в полтора раза больше!].
И тут почти автоматом влезает в текст, который толком еще и не раскрутился, очередное отступление. За те пару месяцев, что прошли с Нового года, успел поменяться критерий возможностей минимализма. Та же Casio созвала журналистов на пресс-конференцию, где, кроме двух новых моделей, меня особо не заинтересовавших, выкатила третью, едва ли не революционную: примерно такую же малютку «карточного» формата (разница – в единицы, если не доли, миллиметров), как EX S770, но уже с семикратным (!!!) зумом и соответствующим ему оптическим стабилизатором! Называется она Exilim Hi-Zoom EX-V7 и хотя внешне, на мой вкус, далеко не так хороша, – безусловно, заслуживает отдельного и полного описания, от которого пока воздержусь, ибо, хоть и поснимал ею немного, – экземпляр был технический, не доведенный…
Итак, вернемся к EX S770, чье описание с концептуальной точки зрения, возможно, и не заслуживает отдельного «Огорода», но коль уж оказалась в руках и так в них удивительно удачно легла, – два-три абзаца ей уделим, тем более что концептуальный поворот себя ждать не заставит. Прежде всего упомянем безупречных обводов металлический корпус, рождающий в руке приятное ощущение тяжести (читай – подлинности, натуральности, настоящести), хотя на тончайшую «цельнометаллическую оболочку» у EX S770 едва ли приходится десятая часть веса. Настоящая металлическая штативная гайка! – понимающие поймут! Огромный, почти во всю заднюю поверхность экран: как выяснилось, не рекордный на сегодня (не дотягивает до трехдюймового рекорда двух десятых дюйма), но по впечатлению – «больше некуда»! Мелкие, совершенно дизайнерские управляющие кнопки, к которым привыкаешь за три минуты и которые оказываются достаточно удобными, хоть и требующими специально-точного внимания [Ощущение идеально лежащей в ладони EX S770 вызвало чувство дежа вю. Я задумался на мгновенье и понял, в чем дело: почти так же идеально лег в руку незадолго до того Артёмка, HTC-P3300. Конечно, между ними есть определенная разница в размерах и весе, – но, кажется, к рубежу 2007 года определился эталон размера для гаджета. Во всяком случае, для меня].
Внутренности EX S770 демонстрируют, что называется, плавный процесс неспешного развития. Включаться и быть готовой к съемке камера стала чуть быстрее предшественниц: если повезет, из выключенного состояния можно сделать вполне удовлетворительный снимок буквально за секунду. (Под «если повезет» я понимаю устанавливаемую из меню возможность снимать, не дожидаясь окончательного фокусирования.) Появилась чувствительность 800 ISO, которую, правда, просто так не выставишь («просто так» осталось, как в EX-P505, с которой я поневоле и сравниваю EX S770, от 50 до 400) – только в парочке специальных режимов «Best Shot» либо когда вокруг темновато, когда принудительно отключена вспышка, а в графе чувствительность стоит «Auto»; кстати, так же и практически тогда же включается режим стабилизации картинки. Вообще, как и положено компактному автомату, многое здесь выставляется либо только автоматом, либо – автоматом по преимуществу, и это, полагаю, правильно. Что касается стабилизации картинки – эта функция, безусловно, полезна, хотя я не рекомендовал бы надеяться на нее, как на каменную стену [Что касается его «софтовости», – Голубицкий тоже обзавелся под Новый год новой цифромыльничкой, от Canon, заметно более пухленькой, чем EX S770, но, как уверил Сергей, – единственной в этом роде с настоящим оптическим стабилизатором. Ну и что? Сели мы с ним рядышком и шлепнули с рук книжную полку у стены. Я – своим, он – своим. По несколько раз. Порассматривали результаты на мониторе, порассматривали, да так и не поняли, который из них лучше…].
Фотоаппарат Casio EX S770
Порадовала очередная «примочка» от Casio, «железно» выраженная кнопочкой «Data» на верхнем обрезе камеры. Оценив размеры и качество дисплея и почти безграничные возможности уменьшения/увеличения картинки на нем, конструкторы решили дополнить возможности камеры легким помещением в нее любых цифровых документов, которые могли бы быть напечатаны на компьютере. Для этого EX S770 комплектуется драйвером виртуального принтера, именуемым Casio Data Transport, который устанавливается в вашу систему, имеет несколько простеньких настроек (размер картинки, портрет/пейзаж, с полями/без полей) и выдает jpg-варианты печатаемых документов, – точно так же, как давным-давно соответствующие виртуальные принтеры печатают документы в pdf-файлы. Далее jpg-слепки закачиваются в фотоаппарат (или прямо на карточку), и пока вы едете на работу или рассеянно слушаете какую-нибудь скучную презентацию, – вполне можете зубрить собственный доклад, читать полученные с утра письма или рассматривать какие-нибудь там схемы. Нехитро? Безусловно, нехитро, да и можно было бы обойтись непосредственной пересъемкой документов (хотя, если в документе страниц сто, – замучаешься переснимать) или воспользоваться какой-нибудь сторонней программкой, – но когда этот инструмент вкладывается прямо в руки, невозможно не улыбнуться с удовольствием и благодарностью.
И, наконец, последнее, что практически восхитило меня у нового аппаратика, – это работа его встроенной вспышки. Мало того что она имеет специальный, «мягкий» режим, – даже и в режиме нормальном она дает результаты, в возможность которых, пока не столкнулся с EX S770, я попросту не верил. То есть в полутьме снимаешь человека почти в лоб, с какого-нибудь полуметра, – и не то чтобы никак нельзя было определить, что снимок сделан с помощью вспышки (но определить это, особенно если слегка тронешь бегунок цветового баланса в «Фотошопе» или не поленишься задать правильный баланс белого перед снимком, не так-то просто), – тем не менее нет никаких пересветов, соседствующих с черными провалами теней, никаких красных фонарей глазного дна… Короче, от снимков возникает впечатление не «невольников ситуации», а вполне внятных, порой достаточно художественных произведений. Когда Саша (САМ) Малюков попросил меня обновить портрет в галерее «Физиономии русского Интернета», я выбрал недавний снимок, сделанный женой с помощью EX S770 с включенной вспышкой и с расстояния менее полуметра. Оно конечно, если б применить отраженный от потолка или стены свет приставной вспышки или, того пуще, выставить свет нескольких прожекторчиков – получилось бы много лучше, – однако еще полгода назад я просто бы не поверил, узнай, что такой результат дает встроенная вспышка мыльницы. Конечно, тут свою роль сыграл и огромный разнос объектива с лампой, и более точное управление силой вспышки…
И вот как раз вспышка и подводит меня, наконец, к главной, концептуальной, части текущего «Огорода»: если б вспышки такого неожиданного качества у EX S770 не было, все отпущенное мне место, вместо радости от поистине радующих деталей, пришлось бы посвятить сплошному ворчанию на шумы, которые начинаются на 200 ISO и не кончаются уже никогда. Конечно, в зависимости от величины выдержки и сюжета они проявляются по-разному, но начинают раздражать даже меня, прежде относившегося к ним с повышенной терпимостью и предпочитавшего считать их не столько дефектом, сколько «клеймом подлинности» (любители крупнозернистых, высокочувствительных пленок меня поймут). Я специально пересмотрел на этот предмет десяток современных цифромыльниц, которые стали появляться и с ISO 1600, и даже – с 3200, и, обратив внимание, что некоторым производителям удается на этих высших значениях матричного разгона шумы прятать (чаще всего – путем ровного размазывания по площади кадра), пришел к выводу: на сегодняшнем уровне технологии производства матриц шум при повышении чувствительности преодолеть можно только одним путем: увеличивая каждую ячейку. Понятное дело, что в «карманных» аппаратах увеличить физический размер матрицы невозможно: это потянет за собой и увеличение рабочего отрезка, и увеличение размеров объективов, – короче, на корню «карманность» и убьет, – так что остается… уменьшать на этих, с детский ноготок, матричках число пикселов. Парадокс? А ни хрена! Парадокс, что их все время пытаются увеличить, – одна из трех упомянутых новинок от Casio, EX-Z1050, имеет матрицу уже в 10,1 мегапиксела!!! Зачем?!
Последние месяцы я – по просьбе Epson – печатал для моей персональной фотовыставки (которая должна состояться в скором времени и о которой я, конечно, оповещу читателей) снимки на бумаге размером А3+ (13х19 дюймов, или 329х483 миллиметра), то есть заметно поболее полуметра по диагонали! Снимки отбирались из накопившихся за многие и многие годы, и среди них оказался не один и не два двухсполовиноймегапиксельных, сделанных еще Olympus’ом C-2500 L, несколько – сделанных камерой Nikon’s D1 с ее 2,74-мегапиксельной матрицей, несколько – трехмегапиксельных, с первого цифрозеркального Canon’а (EOS D30). Более того, некоторые из этих «мелкоматричных» снимков были слегка подрезаны с целью точного кадрирования. Я настойчиво приглашаю на мою выставку продавцов и маркетологов цифровой фототехники и готов заключить с любым из них серьезное пари: пусть определят, на каком из отпечатков «не хватило» мегаписелов для технического совершенства отпечатка! Полагаю, что, не проведя какого-нибудь добавочного, бокового расследования, ни один не даст ни одного правильного ответа!!! То есть двух с половиной мегапикселов (низшее из разрешений, с которого я печатал выставочные картинки, – кстати, предварительно их никаким хитрым цифровым способом не увеличивая ни на пиксел!) более чем достаточно для полуметровых отпечатков, которые, думаю, никто из простых фотолюбителей делать не намеревается. Все меньшие размеры с головой удовольствуются и двумя, и даже меньше чем двумя мегапикселами!!!
И вот уж подлинной революцией в мыльницестроительстве стал бы выход аппарата со всеми современными наворотами и… двухмегапиксельной матрицей! Практически – без шумов! С потрясающей фотографической широтой снимков…
Неужели не найдется на свете маркетолога, которому под силу будет произвести в умах покупателя такую невероятную революцию?! Доказав, что больше – не всегда лучше?!
