Современное состояние квантовых вычислений характеризуется стремительным переходом от теоретических исследований к развитию технологий с высоким прикладным потенциалом. Доклад посвящен прикладным аспектам квантовых вычислений. Представлен модульный подход к разработке гибридных квантово-классических схем для конвейерной обработки и анализа данных на основе композиции шаблонов с использованием фреймворка PennyLane. В контексте систем управления освещен опыт моделирования квантового нечеткого вывода для интеллектуальной системы управления охлаждением токовводов измерительного плеча бустера ускорительного комплекса NICA, где координация работы пяти вентилей осуществляется с помощью 30-кубитного моделирования на СК «Говорун». В докладе также обсуждается разработка образовательной методики, позволяющей снизить порог вхождения в область квантовых вычислений и развить навыки квантового программирования с использованием высокоуровневых программных фреймворков и интерактивных средств визуализации при подготовке специалистов-прикладников.
Quantum algorithms in data analysis, control systems and education
The current state of quantum computing requires rapid research in the field of development of technologies with high applied potential. The report is devoted to applied aspects of quantum computing. A modular approach to developing hybrid quantum-classical circuits for data pipeline processing and analysis based on template composition using the PennyLane framework is presented. In the context of control systems, the experience of modeling quantum fuzzy inference for an intelligent control system for cooling the current inputs of the measuring arm of the NICA accelerator complex booster is highlighted, where the coordination of the operation of five valves is carried out using 30-qubit modeling on the Govorun supercomputer. The report also discusses the development of an educational methodology that can lower the barrier to entry into the field of quantum computing and develop quantum programming skills using high-level software frameworks and interactive visualization tools in the training of applied scientists.
