Сколтех и МГУ провели первый в своем роде квантовый хакатон

Фото: Тимур Сабиров // Сколтех.

Фото: Тимур Сабиров // Сколтех.

Пришел, увидел… посчитал. На квантовом компьютере.

В минувшую пятницу десятки студентов устремились в Москву, чтобы принять участие в первом в России квантовом хакатоне, соорганизаторами которого выступили Сколтех и Центр квантовых технологий Московского государственного университета.

«Я считаю, что хакатон будет способствовать укреплению позиций Сколтеха как координационного центра по созданию программного обеспечения для квантовых вычислений», ‒ заявил в интервью на полях форума руководитель недавно созданной в Институте лаборатории Deep Quantum Labs профессор Сколтеха Джейкоб Биамонте.

Организаторами хакатона выступили научные сотрудники, аспиранты и студенты магистратуры Сколтеха и МГУ. Готовя это мероприятие, они преследовали три основные цели:

  • обучить участников хакатона основам квантовых вычислений, предложив им решить несколько практических задач на программном уровне;
  • положить начало созданию в Москве единого сообщества людей, интересующихся проблемами квантовой физики, глубокого обучения и связанными с ними вопросами;
  • способствовать распространению информации о проводимых в Сколтехе и МГУ прорывных научных исследованиях и экспериментах в области квантовых вычислений.
Фото: Тимур Сабиров // Сколтех.

Фото: Тимур Сабиров // Сколтех.

Говоря о первой цели хакатона, старший научный сотрудник кафедры квантовой электроники физического факультета МГУ Станислав Страупе отметил: «Одной из основных целей хакатона является создание новой формы обучения ‒ learning-by-doing (обучение на собственном опыте). Мы не читаем лекций, мы просто бросаем людей в мир квантовой механики как в воду и смотрим, научатся ли они плавать или нет, и смогут ли они создать новый, умный алгоритм. Мы очень надеемся, что им удастся придумать нечто такое, о чем мы пока и не догадываемся».

На хакатон съехались студенты, проходящие обучение по программам бакалавриата и магистратуры и специализирующиеся на таких дисциплинах, как физика, информатика, математика и инженерные науки.

Биамонте остался доволен и общим количеством, и составом участников хакатона. «Собравшиеся здесь студенты представляют самые разные дисциплины, что говорит о растущей востребованности квантовых вычислений для различных областей знаний», ‒ отметил он.

После краткого вступительного слова организаторов мероприятия участники хакатона разбились на команды, в состав которых вошли специалисты из разных дисциплин, которым предстояло решить две задачи.

Первую задачу о квантовом черном ящике сформулировал Станислав Страупе.

Фото: Тимур Сабиров // Сколтех.

Фото: Тимур Сабиров // Сколтех.

«Представьте, что перед вами квантовый черный ящик. Квантовый алгоритм представляет собой последовательность определенных операций, или квантовых логических вентилей. Для отладки алгоритма необходимо установить, выполняют ли вентили поставленную перед ними задачу. У участников хакатона есть доступ к неизвестному квантовому вентилю, на входе которого можно задать квантовое состояние, а на выходе измерить результат. Вы можете выбирать любые исходные состояния и любые способы измерений. Ваша задача ‒ на основе ограниченного числа опытов понять, какое преобразование выполняет вентиль. Победит та команда, которая получит наилучшее приближение. Результат на выходе носит вероятностный характер, поэтому решение задачи неочевидно, и сначала необходимо поработать со статистическими данными, а затем на основе полученного вероятностного распределения установить, какую задачу решает вентиль», ‒ объяснил он.

Во второй задаче, которую сформулировал научный сотрудник Сколтеха Тимур Тлячев, рассматривается непростой для понимания квантовый приближенный алгоритм оптимизации (QAOA).

«Наша задача ‒ исследовать возможность применения квантовых вычислений для решения задач оптимизации и, в частности, задачи выполнимости булевых формул при помощи квантового компьютера. У нас есть так называемый QAOA. Это своего рода вариационный алгоритм для решения задач оптимизации при помощи квантовых компьютеров. Так как квантового компьютера у нас пока нет, нам необходимо на обычном компьютере смоделировать QAOA для трех задач выполнимости булевых формул», ‒ сказал он.

Студенты провели не один час, работая над решением поставленных задач в условиях жесткой конкуренции.

«Конкуренция действительно была серьезной. В составе почти всех 14 команд были студенты, желающие пройти обучение по нашей новой магистерской программе в области квантовых вычислений. Некоторые из них недавно прошли курс обучения по квантовым вычислениям в Сколтехе. Команда-победитель добилась выдающихся результатов. Ее участникам было очень нелегко, поскольку к ним почти вплотную приблизились еще три сильные команды, но в этой острой борьбе победители смогли продемонстрировать результат, очень близкий к теоретически описанному и опубликованному в литературе идеальному результату», ‒ сказал Биамонте.

В числе организаторов хакатона ‒ сотрудники Deep Quantum Labs Полина Белозерова, Александр Березуцкий и Тимур Тлячев, а также сотрудники Центра квантовых технологий МГУ Иван Дьяконов, Константин Кравцов, Михаил Сайгин, Станислав Страупе и Глеб Стручалин.

Контакты:
Skoltech Communications
+7 (495) 280 14 81

Tweet about this on Twitter0Share on Facebook0Pin on Pinterest0Share on Tumblr0Share on VK