Китайские компании China Telecom Quantum Group и QuantumCTek разрабатывают квантовый компьютер на основе нового 504-кубитного чипа, который будет самым мощным в. Но впервые квантовый компьютер позволил замедлить химическую динамику с фемтосекунд до миллисекунд. Президент Путин посоветовал ученому Семерикову, который работает над созданием квантового компьютера, не забывать жену.
Российские учёные разработали сразу несколько квантовых компьютеров
В IBM решили сосредоточится на разработке чипов меньшего размера с новым подходом к «исправлению ошибок», пишет служба новостей Nature. IBM представила первый квантовый компьютер с более чем 1000 кубитами — эквивалентом цифровых битов в обычном. Новости об исследованиях Майкрософт в области квантовых вычислений см. Оценка ресурсов Квантовые компьютеры, доступные сегодня, позволяют проводить интересные эксперименты и исследования, но они не могут ускорить вычисления, необходимые для решения реальных задач. Российский квантовый центр (РКЦ) — это уникальная для России научно-технологическая организация, созданная по передовым международным моделям.
Microsoft открыл «новую эру» в области квантовых компьютеров
Нашли опечатку? Квантовое преследование Александр Дубов В гарвардском квантовом симуляторе на холодных атомах 256 кубитов. В российском квантовом симуляторе на холодных атомах — один. Десятикубитный квантовый вычислитель компании Honeywell на ионах — один из лидеров среди всех квантовых компьютеров вообще.
В свою очередь, Hewlett Packard Labs применяет суперкомпьютер Perlmutter для крупнейших симуляций в области квантовой химии, которую обычными инструментами реализовать очень сложно. Израильский стартап Classiq, чей новый подход к написанию квантовых программ использует более 400 университетов, объявил о создании вместе с NVIDIA исследовательского центра в Тель-Авивском медицинском центре Сураски. Здесь будут обучать экспертов в области естественных наук написанию квантовых программ, которые помогут в диагностике заболеваний и создании новых лекарств.
Если у одной частицы значение 0, то у другой, «запутанной» с ним, гарантированно будет 1.
Нередко для объяснения запутанности приводится пример с новой парой носков, когда один, надетый на левую ногу и ставший левым, автоматически превращает свою пару в правый, как бы далеко тот ни находился, причем происходит это моментально. Как сравнивать Многие мировые корпорации громко заявляют о прорывах в создании КК. Одни говорят о рекордном числе кубитов, другие — о рекорде связанных кубитов, третьи — о рекордной когерентности. Что скрывается за этими рекордами и почему оценивать мощность КК стоит по квантовому объему? Под числом кубитов понимается объем информации, который может храниться и обрабатываться на квантовом компьютере за время когерентности. Чем больше число кубитов, тем больше возможностей для решения сложных задач. Если в обычной системе вычислительная мощность растет квадратично, то есть n2, то в квантовой — экспоненциально 2n n — в данном случае число битов, или кубитов.
При этом важно, сколько времени кубиты могут проводить операции без потери информации. Это время называется когерентностью. Если поделить время двухкубитной операции на когерентность, то получится количество операций, которые можно совершить за цикл жизни кубита. Соответственно, чем больше операций, тем лучше. Однако, в отличие от классических компьютеров, для КК очень важным параметром является достоверность полученных результатов, потому что его физические свойства подразумевают вероятностный характер вычислений: результат правильный с некоторой вероятностью. Если точность операций низкая, то прирост вычислительной мощности за счет увеличения числа кубитов будет незначительным. У каждого типа КК свои преимущества и недостатки.
Например, КК на ионах обладает очень высокой точностью и когерентностью, но скорость операций и число кубитов пока невелики. КК на сверхпроводниках имеет самое большое число кубитов на сегодня, но из-за особенностей технологии их точность, как правило, невысокая. Соответственно, некорректно называть их самыми мощными. Для сравнения разных типов КК между собой был предложен квантовый объем. Если говорить упрощенно, он отражает реальную вычислительную «мощность» квантового компьютера. Где сейчас и как ускориться В России сейчас активно разрабатываются все основные типы квантовых компьютеров: на ионах, атомах, оптических интегральных схемах и на сверхпроводниках.
Telegram-канал создателя Трешбокса про технологии Заявление сделано в контексте анонса сотрудничества компании IBM с Токийским университетом и Университетом Чикаго. Результатом данного сотрудничества должно стать создание квантового компьютера с 10 000 кубитами. Правда, ждать до реализации проекта придётся, как минимум, 10 лет.
Задача коммивояжера не под силу даже суперкомпьютеру
- Подписаться на еженедельную рассылку самых свежих материалов
- Что такое квантовый компьютер
- ВЗГЛЯД / Путин дал совет ученому, который создает квантовый компьютер :: Новости дня
- Подписка на дайджест
Форма успешно отправлена!
- 18 самых интересных фактов о квантовых компьютерах |
- Ученые продолжили попытки понять квантовую запутанность: есть большой прогресс
- Дайджест новостей о квантовых технологиях за 24 ноября-8 декабря
- Квантовые технологии изменят мир. Новости квантовых компаний.
- Задача коммивояжера не под силу даже суперкомпьютеру
- Команда российских ученых создала квантовую систему на мировом уровне
Все новости
- IBM выпустила квантовый процессор «Кондор» с 1121 кубитами
- 1. Схема хранения информации
- 18 самых интересных фактов о квантовых компьютерах |
- РАН: «Росатому» на квантовый компьютер не хватит времени и денег
- Задача коммивояжера не под силу даже суперкомпьютеру
Технотренды 2024: Квантовый компьютер можно будет взять в аренду
Суперпозиция — это состояние кота, пока не открыли крышку ящика, то есть кот жив и мертв одновременно. В КК суперпозиция сохраняется, пока не производится вычисление кубита, или измерение его состояния: 0 или 1. Именно благодаря этому свойству расчеты на КК производятся быстрее, чем на классических компьютерах. Однако для выполнения сложных алгоритмов на КК важно, чтобы значения одних кубитов были связаны со значениями других. В этом помогает такое явление, как квантовая запутанность. В нем состояния двух или большего числа частиц оказываются взаимосвязанными и их значения всегда противоположные. Если у одной частицы значение 0, то у другой, «запутанной» с ним, гарантированно будет 1. Нередко для объяснения запутанности приводится пример с новой парой носков, когда один, надетый на левую ногу и ставший левым, автоматически превращает свою пару в правый, как бы далеко тот ни находился, причем происходит это моментально. Как сравнивать Многие мировые корпорации громко заявляют о прорывах в создании КК.
Одни говорят о рекордном числе кубитов, другие — о рекорде связанных кубитов, третьи — о рекордной когерентности. Что скрывается за этими рекордами и почему оценивать мощность КК стоит по квантовому объему? Под числом кубитов понимается объем информации, который может храниться и обрабатываться на квантовом компьютере за время когерентности. Чем больше число кубитов, тем больше возможностей для решения сложных задач. Если в обычной системе вычислительная мощность растет квадратично, то есть n2, то в квантовой — экспоненциально 2n n — в данном случае число битов, или кубитов. При этом важно, сколько времени кубиты могут проводить операции без потери информации. Это время называется когерентностью. Если поделить время двухкубитной операции на когерентность, то получится количество операций, которые можно совершить за цикл жизни кубита.
Соответственно, чем больше операций, тем лучше. Однако, в отличие от классических компьютеров, для КК очень важным параметром является достоверность полученных результатов, потому что его физические свойства подразумевают вероятностный характер вычислений: результат правильный с некоторой вероятностью. Если точность операций низкая, то прирост вычислительной мощности за счет увеличения числа кубитов будет незначительным. У каждого типа КК свои преимущества и недостатки.
Израильский стартап Classiq, чей новый подход к написанию квантовых программ использует более 400 университетов, объявил о создании вместе с NVIDIA исследовательского центра в Тель-Авивском медицинском центре Сураски. Здесь будут обучать экспертов в области естественных наук написанию квантовых программ, которые помогут в диагностике заболеваний и создании новых лекарств. Classiq создал ПО для проектирования, которое автоматизирует низкоуровневые задачи, позволяя разработчикам не вникать в детали функционирования квантового компьютера.
Работа специалистов Microsoft, посвящённая этому исследованию, свободно доступна по ссылке. С кубитами в квантовых процессорах аналогичный подход может дать больше выгоды. Они тоже могут быть многоуровневыми, что увеличит плотность без усложнения архитектуры, а масштабирование квантовых систем пока является большой проблемой. Российские физики выбрали путь использования многоуровневых кубитов и это приносит результат. Выпущенный в России 8-кубитный процессор. Лебедева и МФТИ, в которой доказана эффективность кутритов — трёхуровневых квантовых систем. Работа освещает два важных аспекта. Во-первых, это независимость от выбора платформы — кубит может быть в принципе любым. Во-вторых, один многоуровневый кубит может заменить два обычных для исполнения алгоритма. В качестве дополнительного эффекта можно ещё назвать симуляцию физических явлений, которые не поддаются расчётам на классических компьютерах. Идентичность результатов указывает на высокую достоверность и воспроизводимость расчётов на разных аппаратных средствах и, конечно, на справедливость квантовых постулатов. И, конечно, тот факт, что мы впервые использовали ионные и сверхпроводящие кутриты также выделяет данное исследование: в мире насчитывается всего несколько групп, которые овладели этим методом», — сообщил директор Физического института им. Исследователи использовали кутриты — кубиты с двумя основными состояниями и одним дополнительным. С помощью кутритов исследователи смоделировали неравновесный фазовый переход нарушения симметрии чётности и времени. Такая симметрия нарушается, если изолированная физическая система начинает взаимодействовать с окружающим миром, теряя при этом часть своей энергии. Фактически платформами на кутритах был выполнен алгоритм, позволивший смоделировать различные режимы затухающих колебаний абстрактной квантовой системы. Подобная концепция ранее была предложена научной группой хельсинского университета Аалто, однако, в отличие от финских коллег, российским учёным для реализации идеи потребовался всего лишь один кутрит вместо двух полноценных кубитов, что является более экономичным решением с точки зрения ресурсов квантового процессора. Предложенный подход обещает приблизить практическую ценность квантовых платформ без достижения умопомрачительного количества кубитов в архитектуре. Алгоритмы будут сложнее — этого не отнять. Но с математикой в России всегда было хорошо и это, очевидно, проще, чем создать ресурсоёмкий квантовый компьютер. Проделанная работа является важным шагом на пути к реализации защищенных логических кубитов с использованием кодов коррекции квантовых ошибок, так как именно утечка квантовой информации на этот уровень считается наиболее трудно исправляемой ошибкой. Кроме того, дополнительный уровень даёт новые возможности с точки зрения выполнения квантовых алгоритмов здесь и сейчас», — сообщила первый автор работы, сотрудник РКЦ и лаборатории сверхпроводниковых квантовых технологий Университета МИСИС Алёна Казьмина. Но самое главное в проделанной работе — это потенциал к дальнейшему наращиванию числа состояний у отдельных кубитов. Поэтому российские физики не забывают также о куквартах, куквинтах и других многоуровневых кубитах. Разработка учёных на основе спиновых кубитов смогла выполнить операции при температуре в 20 раз выше, чем системы IBM и Google на сверхпроводящих кубитах. Это шаг в будущее к практичным квантовым вычислителям, заявляют разработчики. Источник изображения: Anna Kucera В прошлом специалисты UNSW неоднократно доказывали свою состоятельность в разработке квантовых вычислительных платформ. Новый проект обещает сделать квантовые компьютеры дешевле и надёжнее за счёт относительно большого скачка в необходимых для работы системах охлаждения. На первый взгляд, разница незначительная. Но по факту — это условная пропасть между двумя показателями. И дело не только в том, что охлаждать до 1 K будет проще и дешевле, чем до 0 К. Это значит, что вся платформа поместится под одним теплоизоляционным кожухом без необходимости интерфейса между блоками с разным уровнем охлаждения. Масштабировать такие решения станет проще, а также появится возможность использовать классическую логику для коррекции ошибок квантовых алгоритмов. Квантовые процессоры Intel на спиновых кубитах работают при температуре менее 1 К, что делает платформу компании более сложной и дорогой. В то же время Intel создаёт классическую логику для управления кубитами при охлаждении до сверхнизких температур, например, 22-нм чипсет Horse Ridge. Однако SoC Horse Ridge не может быть охлаждён ниже температуры 4 К, что заставляет охлаждать их отдельно и соединять через термоинтерфейс. Разработка австралийцев позволила заметно сузить разницу в охлаждении квантовых процессоров и логики и, похоже, постепенно позволит создать общую или гибридную квантовую платформу. В будущем ожидается создание множества компактных ядерных силовых установок для добывающих компаний на Земле и в космосе. Все они будут работать под дистанционным наблюдением с локальной автоматикой, для создания надёжных алгоритмов которой привлекаются квантовые компьютеры. Квантовые алгоритмы запускаются на фотонном оборудовании компании Orca Computing с привлечением безошибочных методологий компании Riverlane. Доступ к программе осуществляется через посредничество национальной программы Digital Catapult, призванной обеспечить промышленности Великобритании доступность квантовых вычислений. Она изучала возможность использования модели квантового машинного обучения для быстрого выявления потенциально опасных ситуаций. Это позволило бы реактору безопасно работать и при необходимости останавливаться с минимальным участием человека. О результатах проведенного эксперимента не сообщается. Возможно, понадобятся новые сеансы расчётов. Джонатон Адамс Jonathon Adams , помощник главного инженера Rolls-Royce, сказал: «Новая ядерная команда Rolls-Royce очень ориентирована на будущее, стремясь разрабатывать новые революционные технологии и исследовать энергоэффективные приложения для ядерной энергетики на Земле и в космосе. Квантовые технологии, включая квантовые вычисления, будут способствовать этому в течение следующих 15 лет. Важно, чтобы мы развили понимание того, как и когда мы сможем внедрить эту технологию». Наиболее часто для этого используется спин электрона, фотона или атома, как наиболее удобное для управления и манипуляции явление. Но со временем задачи масштабирования заставят подумать об уплотнении кубитов, что вынудит находить в кубитах иные квантовые состояния и учиться управлять ими. Как выяснили учёные , для роста плотности кубитов хорошо подходит сурьма и вот почему. Художественное представление многоуровневых квантовых состояний. Непосредственно атом обладает 8 уникальными квантовыми состояниями, ещё два дают его электроны. Комбинация каждого из квантовых состояний атома с одним и другим квантовым состоянием электронов в сумме даёт 16 уникальных квантовых состояния. Более того, учёные определили, что квантовыми состояниями атомов и электронов сурьмы можно управлять четырьмя различными способами. Это позволит улучшить работу с кубитами и приблизить появление квантовых универсальных компьютеров. В журнале Nature Communications исследователи опубликовали статью , в которой рассказали о достигнутом результате.
Уж больно неоднозначен сам выбранный принцип действия. Суперкомпьютеры — это очень мощный вариант привычных нам вычислительных устройств. За несколько минут они выполняют то, на что одному человеку потребуется не одна тысяча лет, но этого уже не хватает. Алексей Фёдоров, руководитель научной группы «Квантовые информационные технологии» Российского квантового центра: «Мы хотим добиться решения самых сложных прикладных задач, которые важны для каждого из нас с вами, которые непосильны для классических суперкомпьютеров. Уже сегодня на масштабе города решить все оптимизационные задачи, например, связанные с оптимизацией пробок, трафика до оптимального расписания общественного транспорта. Мы банально будем меньше тратить времени на какие-то вещи, быстрее добираться до работы». Что же предлагают создатели компьютеров будущего? В привычном для нас процессоре информация представлена в виде последовательности нулей и единиц, так называемых битов. Физически это контакты транзисторов. Так называемом кубите. Это значит, что он может быть немножечко 0, но в основном единицей.
Российский 16-кубитный квантовый компьютер представил Росатом на Форуме будущих технологий
Квантовая интегральная микросхема является «сердцем» прототипа квантового вычислительного устройства, состоящего из классического компьютера и квантового «ускорителя». Первый отечественный четырехкубитный квантовый процессор продемонстрировала команда ученых МФТИ и Национального исследовательского технологического университета МИСИС. Россия разрабатывает квантовые компьютеры одновременно на четырех технологических платформах — сверхпроводниках, ионах, атомах и фотонах. Поэтому применение квантовых компьютеров позволит улучшить риск-модели и ускорить обработку больших данных, рассказал квантовый энтузиаст, директор по цифровому развитию Делобанка Антон Семенников. Первый в мире рабочий квантовый компьютер создали трое ученых из MIT, Лос-Аламосской национальной лаборатории и Калифорнийского университета в Беркли еще в 1998 году. Квантовый компьютер больше напоминает красную ртуть (ссылка) конца ХХ века, нежели реальную перспективную разработку.
Что такое квантовый компьютер и как он работает
Квантовая суперпозиция — это постулат, математическое допущение, не требующее доказательств, костыль, призванный помочь решить задачу определения состояния кванта в условиях принципиальной невозможности его измерить без изменения состояния кванта. На самом же деле квантовая суперпозиция кванту не нужна — он просто пребывает в каждый момент времени в каком-то своем конкретном состоянии, которое человек измерить не может и потому говорит о вероятностном состоянии кванта в какой-то момент. Поскольку в реальности квантовой суперпозиции не существует, никакого квантового преимущества она обеспечить не может, коль скоро именно ее описывают как один из столпов такого преимущества. Смотрим, что такое квантовая запутанность. Начнем с того, как возникает квантовая запутанность. Возникает она таким образом, что каким-то способом нам для понимания не важно, каким , кванты разделяют на группы по какому-то основанию. Как, к примеру, разбирают пару обуви по основанию "правый или левый" ботинок. Если каждую абсолютно одинаковую пару ботинок слепой сортировщик, оперирующий механическим приспособлением, не дающим ему информации о том, правый или левый ботинок он упаковывает в коробку, разложит по одинаковым коробкам, так, что сам не будет знать, в какую положил правый ботинок, а в какую — левый, то мы получим запутанные ботинки, то есть ботинки, обладающие квантовой запутанностью.
Ученые обнаружили, что эти случайные сбои в работе квантовых компьютеров можно подавить, если использовать для расчетов так называемые логические кубиты, виртуальные квантовые ячейки памяти, состоящие из нескольких соединенных друг с другом физических кубитов. Они устроены таким образом, что ошибки в их работе автоматически корректируются, что позволяет вести сложные и длительные вычисления при их помощи. В 2023 году сразу несколько научных коллективов разработали квантовые процессоры на базе большого числа логических кубитов. Опыты с этими вычислительными машинами впервые на практике продемонстрировали то, что использование логических кубитов действительно позволяет уменьшать частоту появления ошибок при длительной работе компьютера. Один из самых масштабных проектов такого рода, квантовый компьютер на базе 48 логических кубитов, был создан в США группой Михаила Лукина, профессора Гарвардского университета.
Однако квантовые состояния крайне нестабильны и подвержены ошибкам. Физики пытались обойти эту проблему, соединяя несколько физических кубитов в один логический кубит. Цифровой прорыв: как искусственный интеллект меняет медийную рекламу Этот фокус выполняет процессор Heron. Пусть у него скромное число кубитов, всего 133, зато рекордно низкая частота ошибок — в три раза меньше, чем у предыдущего квантового процессора IBM. По распространенному среди специалистов мнению такой уровень «безошибочности» требует не менее 1000 физических кубитов на каждый логический. А у машины, способной на полезные вычисления, было бы несколько миллионов физических кубитов. Ученым IBM удалось снизить это требования в 10 и более раз, сообщает Nature.
Вторая новинка IBM — система из трех процессоров Heron по 133 кубитов каждый, с рекордно низкой частотой ошибок. Подпишитесь , чтобы быть в курсе. Квантовые компьютеры должны взять на себя определенные вычисления, недоступные классическим машинам. Такая возможность имеется у них благодаря парадоксальным квантовым феноменам вроде запутанности и суперпозиции, которые позволяют кубитам существовать одновременно в нескольких состояниях. Однако квантовые состояния крайне нестабильны и подвержены ошибкам. Физики пытались обойти эту проблему, соединяя несколько физических кубитов в один логический кубит. Цифровой прорыв: как искусственный интеллект меняет медийную рекламу Этот фокус выполняет процессор Heron.
Что такое квантовый компьютер и как он работает
Удивительные возможности квантового компьютера Google Последняя версия квантовой машины Google, квантовый процессор Sycamore, в настоящее время содержит 70 кубитов. Это значительный скачок по сравнению с 53 кубитами предыдущей версии. Это делает новый процессор примерно в 241 миллион раз более надежным, чем предыдущая модель. Команда Google в статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv, отметила: «Квантовые компьютеры обещают выполнение задач, выходящих за рамки возможностей классических компьютеров. Мы оцениваем вычислительные затраты по сравнению с улучшенными классическими методами и демонстрируем, что наш эксперимент выходит за рамки возможностей существующих классических суперкомпьютеров». Революционная власть Остается неясным, сколько стоит создание квантового компьютера Google.
Несмотря на это, эта разработка, безусловно, обещает революционную вычислительную мощность. Однако той же машине потребовалось бы целых 47,2 года, чтобы сравниться с вычислениями, выполненными новейшим 70-кубитным устройством Google.
Правда, ждать до реализации проекта придётся, как минимум, 10 лет. IBM инвестирует в разработку порядка 10 миллионов долларов.
Арвинд Кришна уверен, специалисты в области квантовых вычислений, в том числе и в рамках нового сотрудничества, будут шаг за шагом продвигаться вперёд, пока квантовые технологии не позволят решать повседневные задачи, с которыми не могут справиться суперкомпьютеры, или же затраты на их решение будут слишком велики.
Другим значимым достижением стало создание первого в мире квантового повторителя сигналов на основе ионов кальция австрийскими учёными. Это приближает квантовые коммуникации и распределённые квантовые вычислительные системы, что важно для создания глобальной сети квантовых коммуникаций. Физики также выявили, что для дальнейшего развития квантовых компьютеров необходимы системы автоматической коррекции ошибок.
Квантовые компьютеры должны взять на себя определенные вычисления, недоступные классическим машинам. Такая возможность имеется у них благодаря парадоксальным квантовым феноменам вроде запутанности и суперпозиции, которые позволяют кубитам существовать одновременно в нескольких состояниях. Однако квантовые состояния крайне нестабильны и подвержены ошибкам. Физики пытались обойти эту проблему, соединяя несколько физических кубитов в один логический кубит. Цифровой прорыв: как искусственный интеллект меняет медийную рекламу Этот фокус выполняет процессор Heron. Пусть у него скромное число кубитов, всего 133, зато рекордно низкая частота ошибок — в три раза меньше, чем у предыдущего квантового процессора IBM. По распространенному среди специалистов мнению такой уровень «безошибочности» требует не менее 1000 физических кубитов на каждый логический.
Куквартная химия: что может 16‑кубитный и 20‑кубитный квантовый компьютер
| Япония ужесточит контроль экспорта полупроводников и квантовых технологий куда бы то ни было | Прибор найдет применение в квантовых компьютерах. |
| Зачем в России разработали 20-кубитный квантовый компьютер | Новости России | Россия разрабатывает квантовые компьютеры одновременно на четырех технологических платформах — сверхпроводниках, ионах, атомах и фотонах. |
| Зачем России квантовый компьютер за 20 миллиардов | Кроме того, квантовый компьютер можно использовать для расчета больших органических молекул для лекарственных препаратов, построения оптимальных маршрутов автомобилей или оптимизации инвестиционного портфеля. |
Япония ужесточит контроль экспорта полупроводников и квантовых технологий куда бы то ни было
Российский квантовый центр, ФИАН и «Росатом» представили 16-кубитный квантовый компьютер на ионах. Первый отечественный четырехкубитный квантовый процессор продемонстрировала команда ученых МФТИ и Национального исследовательского технологического университета МИСИС. Как полагают многие физики в мире, дальнейшее развитие квантовых компьютеров потребует создания систем, способных автоматически находить и корректировать случайные ошибки в их работе. Китайский квантовый компьютер решил задачу, которая заняла бы у обычного компьютера миллиарды лет вычислений. В этом компьютере кубиты (квантовые биты) генерируются с помощью сверхпроводящих электронных резонансных цепей.