В настоящее время рост производительности вычислительных систем стал замедляться. Вследствие законов квантовой механики уменьшение размеров транзисторов не может продолжаться бесконечно. Чтобы добиться увеличения производительности в последнее время используются параллельные вычислительные системы.
Однако не каждый алгоритм поддается распараллеливанию, и в целом существует также ограничение и на рост производительности суперкомпьютеров. Создание вычислителей, специализирующихся на определённом классе задач, позволяет добиться наибольшего прироста в скорости работы. Задачи перебора и факторизации, применяющиеся в криптографии, решаются существенно эффективнее с использованием квантовых компьютеров.
Выпускник бакалавриата Факультета информационных технологий Артем Григорович разработал и реализовал в рамках своего исследования модуль, который будет использоваться при оценке производительности квантовых платформ для алгоритмов блокчейн майнинга. Это позволит проводить одновременный запуск тестовых алгоритмов, используемых в технологии блокчейн, на нескольких платформах сразу, что поможет разработчикам отслеживать прогресс существующих квантовых платформ и использовать наиболее производительные для решения задач блокчейн майнинга.
— Идея исследования возникла в ходе анализа последних достижений в области квантовых вычислений. В настоящее время активно ведутся работы по созданию квантовых компьютеров, и разработчики квантовых платформ предоставляют к ним открытый доступ. Необходимость анализировать текущую ситуацию подкрепляется возможностью запускать на разных квантовых компьютерах тестовые задачи и сравнивать квантовые платформы.
При этом возникает вопрос о создании тестовых задач для оценки производительности платформ, а также специализированного программного обеспечения, автоматизирующего процесс сравнительного анализа. В опубликованных на данный момент работах для тестирования производительности используются задачи квантовой химии, в то время как алгоритмы, рассматриваемые в моей работе, позволят оценить производительность квантовых компьютеров для решения криптографических задач, — объяснил значимость своей работы Артем Григорович.
В ходе работы был проведен анализ существующих квантовых платформ, предложены алгоритмы и метрики, по которым возможно оценить производительность. Разработанное программное обеспечение предоставляет возможность для проведения тестов производительности, а также инструменты для анализа результатов, что позволяет отслеживать процесс развития платформ, ориентированных на квантовые вычисления.
Результаты работы были представлены на Международной научной студенческой конференции – 2020 в секции «Инструментальные и прикладные программные системы».