ИТ прикладных квантовых мягких вычислений

программно-аппаратная платформа робастных интеллектуальных контроллеров в робототехнике

  • Sergey Victorovich Ulyanov Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет "Дубна" http://orcid.org/0000-0001-7409-9531
  • Andrey Gennadievich Reshetnikov Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет "Дубна" http://orcid.org/0000-0003-2528-5201
  • Daria Petrovna Zrelova Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет "Дубна" http://orcid.org/0000-0002-7146-2494

Аннотация

Рассматривается информационная технология проектирования робастной интеллектуальной системы управления на базе квантового нечеткого вывода. Применение разработанной методологии проектирования основано на квантовой самоорганизации неточных баз знаний нечетких регуляторов и приводит к повышению уровня робастности интеллектуальных систем управления в непредвиденных ситуациях. Проводится сравнение результатов математического моделирования и физического эксперимента на примере автономного робота в виде системы “перевернутый маятник – движущаяся каретка”. Получено экспериментальное подтверждение существования синергетического эффекта формирования робастного самоорганизующегося нечеткого регулятора из конечного числа не робастных нечетких регуляторов в реальном времени. Полученный эффект основан на существовании скрытой квантовой информации, извлекаемой из классических состояний процессов изменения во времени коэффициентов усиления регуляторов. Выведенный закон квантовой информационной термодинамики устанавливает возможность формирования термодинамической силы управления за счет извлеченного количества скрытой квантовой информации и совершения дополнительной полезной работы, гарантирующие достижение цели управления на базе повышения уровня робастности самоорганизующегося квантового регулятора. При этом количество совершенной объектом управления полезной работы (на макроуровне) превышает количество работы, затраченной (на микроуровне) квантовым самоорганизующимся регулятором на извлечение квантовой информации, скрытой в реакциях неточных баз знаний без нарушения второго информационного закона термодинамики открытых квантовых систем с обменом информацией запутанных супер-коррелированных состояний. Приведен конкретный пример автономного робота, демонстрирующий существование синергетического эффекта квантовой самоорганизации неточных баз знаний.
Описана обобщенная стратегия проектирования интеллектуальных робастных систем управления, основанных на технологиях квантовых / мягких вычислений, которые повышают надежность гибридных интеллектуальных контроллеров за счет обеспечения способности к самоорганизации. Основное внимание уделено повышению уровня робастности интеллектуальных систем управления в непредсказуемых ситуациях управления с демонстрацией на наглядных примерах. Описаны программно-аппаратная платформа и инструментарий поддержки суперкомпьютерного ускорителя моделирования квантовых алгоритмов на классическом компьютере.

Сведения об авторах

Sergey Victorovich Ulyanov, Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет "Дубна"

главный научный сотрудник Лаборатории информационных технологий имени М.Г. Мещерякова; профессор кафедры системного анализа и управления Института системного анализа и управления, доктор физико-математических наук, профессор

Andrey Gennadievich Reshetnikov, Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет "Дубна"

старший научный сотрудник Лаборатории информационных технологий имени М.Г. Мещерякова; доцент кафедры геоинформационных систем и технологий Института системного анализа и управления, кандидат технических наук

Daria Petrovna Zrelova, Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет "Дубна"

стажер-исследователь Лаборатории информационных технологий имени М.Г. Мещерякова; аспирант Института системного анализа и управления

Опубликована
2023-06-30
Как цитировать
ULYANOV, Sergey Victorovich; RESHETNIKOV, Andrey Gennadievich; ZRELOVA, Daria Petrovna. ИТ прикладных квантовых мягких вычислений. Современные информационные технологии и ИТ-образование, [S.l.], v. 19, n. 2, june 2023. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/931>. Дата доступа: 24 feb. 2024
Раздел
Когнитивные информационные технологии в системах управления

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)