В Росатоме заявили о создании 20-кубитного квантового компьютера. Что такое квантовый объём я писал на N+1 на примере компьютера на холодных атомах от Honeywell. Считается, что квантовый компьютер, манипулируя отдельными атомами, лучше справится с созданием новых материалов и новых лекарств.
В России разработали 20-кубитный квантовый компьютер
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. По этой причине квантовые компьютеры, созданные по последнему слову техники, должны быть охлаждены криогенным способом с помощью дорогостоящих и сложных устройств. Квантовый компьютер больше напоминает красную ртуть конца ХХ века, нежели реальную перспективную разработку.
Куквартная химия: что может 16‑кубитный и 20‑кубитный квантовый компьютер
В ходе презентации в режиме реального времени на квантовом компьютере с помощью облачной платформы запущен алгоритм расчета молекулы гидрида лития. Ионный квантовый компьютер на 16 кубитах разработан в рамках реализации Дорожной карты по квантовым вычислениям командой ученых из Российского квантового центра РКЦ и Физического института имени И. Это результат работы исследователей, которые стартовали в 2019 году. Демонстрация работы квантового компьютера продемонстрирована главе государства по защищённому каналу связи.
Взять, к примеру, квантовые компьютеры.
Эти машины выполняют вычисления на основе вероятности состояния объекта до его измерения — вместо 1 или 0 секунд. Это означает, что они могут обрабатывать экспоненциально больше данных по сравнению с классическими компьютерами, которые выполняют простые логические задачи и операции.
Источник изображения: Microsoft Современные квантовые платформы подвержены шуму и поэтому ошибки вычислений на них неизбежны и многочисленны. Например, согласно анализу специалистов Google, для достижения полной безошибочности вычислений каждый логический кубит должен состоять из 1000 физических кубитов.
Тем самым коммерчески значимый квантовый компьютер из 1000 логических кубитов, на которых будут исполняться алгоритмы, должен состоять из 1 млн физических кубитов. Это будет безумно дорого, но также неэффективно уверяют в Microsoft. Иначе говоря, необходимы такие решения, которые помогут снизить как частоту появления ошибок физических кубитов, так и логических. Это позволит создавать логические кубиты из меньшего числа физических кубитов и быстрее приведёт к появлению коммерчески значимых квантовых систем, ведь, худо-бедно, а собрать сегодня платформу из 1000 физических кубитов — это реально.
Используя квантовую платформу компании Quantinuum на ловушках ионов и фирменный процессор Quantinuum H2, команда исследователей смогла объединить 30 физических кубитов в четыре высоконадёжных логических кубита. На этих четырёх кубитах было запущено свыше 14 тыс. Отдельные эксперименты были посвящены исправлению ошибок логических кубитов без разрушения их состояния. По мнению постановщиков экспериментов — это прорыв и начало новой эры квантовых вычислений.
Это шаг в правильном направлении для квантовых вычислений. Остается ещё много проблем, которые предстоит решить, а затем повсеместно внедрить, но теоретически компьютер со 100 такими логическими кубитами уже может быть полезен для решения некоторых задач, тогда как система с 1000 кубитами, по словам Microsoft, «может обеспечить коммерческое преимущество». 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.
Тогда машине, способной выполнять полезные вычисления, потребуются миллионы физических кубитов. Но в последние месяцы физики заинтересовались альтернативной схемой исправления ошибок, называемой квантовой проверкой четности с низкой плотностью qLDPC. Согласно препринту исследователей из IBM, комп ани я обещает сократить число нужных кубитов в 10 и более раз.
Препринт IBM — это « отл ичная теоретическая работа. При этом реализация этого подхода со сверхпроводящими кубитами кажется чрезвычайно сложной задачей, и, вероятно, пройдут годы, прежде чем на этой платформе можно будет провести хотя бы эксперимент по проверке концепции», — говорит Михаил Луки н, физик из Гарвардског о университета. Загвоздка в том, что метод qLDPC требует, чтобы каждый кубит был напрямую связан как минимум с шестью другими.
Обратная связь
- Другие новости
- Российские учёные разработали сразу несколько квантовых компьютеров
- Материалы по тегу: квантовый компьютер
- Квантовый компьютер: истории из жизни, советы, новости, юмор и картинки — Горячее | Пикабу
- Новости Quantum Computer - Shazoo
Миллиарды рублей и почти ноль понимания. Зачем нам квантовый искусственный интеллект
Статья Квантовые компьютеры и сети в России, Российский квантовый центр (РКЦ), Квантовая коммуникационная платформа цифровой экономики, Квантовые технологии "Росатома", Квантовые технологии в РЖД, В ИТМО придумали, как увеличить время жизни. Новости по теме: квантовый компьютер. Поделиться новостью. Квантовая интегральная микросхема является «сердцем» прототипа квантового вычислительного устройства, состоящего из классического компьютера и квантового «ускорителя». В последние несколько лет в заголовках научных статей и новостей все чаще стали упоминаться квантовые компьютеры. Что собой представляет этот вид вычислительной техники, как работает, и какие перспективы подарят квантовые вычисления?
Microsoft открыл «новую эру» в области квантовых компьютеров
Применяя точный микроволновый контроль, они смогли сгенерировать два ключевых типа запутанности: закон объема и закон области. Объемная запутанность, которая, как считается, имеет решающее значение для достижения «квантового преимущества» превосходства над классическими компьютерами , особенно сложна для изучения традиционными методами. Однако данная методика позволяет ученым эффективно создавать и анализировать ее. Помимо непосредственного применения, это исследование имеет и более широкое значение.
Так это или нет, мы, может быть, узнаем лет через десять - тогда квантовые компьютеры достигнут таких мощностей, что смогут смоделировать возникновение и развитие Вселенной. Тогда мы точно будем знать, в Матрице мы живем или нет. Велосипед без руля Кубиты очень сложно контролировать, в процессоре их число невелико.
Например, в квантовом компьютере Sycamore англ. Для работы процессора приходится поддерживать минимальную температуру - в лаборатории используется жидкий азот, который позволяет охладить устройство до минус 273 градусов Цельсия. При этом чип с кубитами должен быть надежно защищен от всех видов излучений. В противном случае процессор будет работать некорректно. Это немало. Google в сентябре 2019 года объявил о том, что его 54-кубитный Sycamore достиг «квантового превосходства» - то есть сумел выполнить вычисления, которые не под силу транзисторным суперкомпьютерам.
Причем сделал это всего за 200 секунд, классическому компьютеру на это понадобилось бы 10 тысяч лет. Правда, коллеги из IBM тут же выступили со скептической публикацией о том, что это был лабораторный эксперимент, который имеет мало отношения к практическому применению. И классический суперкомпьютер на самом деле может справиться с такой же задачей не за 10 тысяч лет, а за 2,5 дня, причем точность вычислений будет намного выше. Поэтому о «квантовом превосходстве» пока говорить рановато. Правда, оппоненты из IBM все-таки признают, что это была «отличная демонстрация прогресса». Ученые постоянно сталкиваются с критикой: якобы квантовые компьютеры - это такой велосипед без руля, на котором можно ехать только прямо, практическое применение таких разработок в реальном мире туманно.
Да нет же. Завтра будет так, как мы решим сегодня, точнее, как решат те, кто готов найти в себе силы что-то решать. Квантовый мир» посоветовал научному сотруднику Физического института имени Лебедева Российской академии наук РАН Илье Семерикову, который работает над созданием квантового компьютера, не забывать свою жену. Российский ученый Илья Семериков, работающий над созданием квантового компьютера, рассказал президенту, что этот процесс поглощает все его время и внимание, передает ТАСС. Это две вещи, которые мне в жизни интереснее всего», — признался Семериков. Вернувшись к серьезному тону, президент, обращаясь к Семерикову, заметил: «Вам можно только позавидовать, так же как посочувствовать людям, которые с тоской думают, что завтра на работу.
А вы с работы не хотите уходить». Когда человек живет тем делом, которому он посвятил свою жизнь», — сказал Путин. Семериков также рассказал, что от момента начала работы по созданию квантового компьютера прошло почти десять лет. В свою очередь президент признался, что при поиске ответов на те или иные вопросы он думает о них круглосуточно, тогда решения приходят сами собой, совершенно неожиданно. Путин рассказал, что его нередко спрашивают, как он до чего-то додумался. Я думаю об этом постоянно — и днем, и ночью.
Засыпаю — думаю об этом, просыпаюсь — думаю об этом. Решение какого-то вопроса [тогда] находится совершенно неожиданно», — поделился Путин. Ранее в четверг президенту России показали отечественные квантовые разработки.
В качестве примера можно привести человека. В случае обычного компьютера он может находиться только в одной из двух точек, допустим, это Северный или Южный полюс. В квантовом же мире с некоторой вероятностью человек может находиться в Москве, Владивостоке, на Шри-Ланке или в Дубае. Такими свойствами, расширяющими возможности, могут обладать ионы, фотоны, атомы цезия, лития или рубидия.
Алексей Фёдоров, руководитель научной группы «Квантовые информационные технологии» Российского квантового центра: «Ловим атом, каждый в специальную ловушку. Выстраиваем эти атомы в определённом порядке это может быть такая двумерная решетка И при помощи возбуждения заставляем их взаимодействовать. Так наш квантовый компьютер будет инициализировать состояния, выполнять операции. Дальше мы производим считывание. То есть мы считываем состояние атомов. Если он был возбуждён или если он не был возбужден. И в зависимости от этого получаем ответ на поставленный вопрос».
Япония ужесточит контроль экспорта полупроводников и квантовых технологий куда бы то ни было
В данном разделе вы найдете много статей и новостей по теме «квантовый компьютер». Все статьи перед публикацией проверяются, а новости публикуются только на основе статей из рецензируемых журналов. перед нами квантовый интернет и квантовый компьютер, это почти телепортация Квантовый компьютер, Квантовая запутанность, Достижение, Наука, Исследования, Новости, Длиннопост. Специалисты Национальной квантовой лаборатории в 2021 году сообщили о создании прототипа квантового компьютера совместно с РКЦ и ФИАНом. «Когда полнофункциональный квантовый компьютер на основе стабильных топологических кубитов станет доступным, те же самые алгоритмы будут обладать еще большей мощностью», – говорит Матиас Троер, главный исследователь Microsoft по квантовым вычислениям. Но время идет, новости о квантовых компьютерах с завидной периодичностью выходят в свет, а мир все никак не перевернется.
Что такое квантовый компьютер и как он работает
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. Самый мощный КК в стране построен на ионах и насчитывает 16 кубитов. Заместитель руководителя группы «Прецизионные квантовые измерения» РКЦ Илья Семериков, который разрабатывает этот КК, рассказывает: «Нам еще только предстоит измерить экспериментально квантовый объем нашего ионного компьютера, но, судя по достоверностям двухкубитных операций и связности, я бы ожидал увидеть 25 или, может быть, 26.
Увеличение квантового объема — наша основная задача на сегодня». Такие результаты соответствуют уровню лидеров квантовой гонки начала-середины 2020 г. Текущий рекорд по квантовому объему по состоянию на июль 2023 г. Он составляет 219, или 524 288.
Это означает, что компьютер может выполнять сложные квантовые алгоритмы с высокой точностью. РКЦ в конце 2021 г. К недостаткам модели относилось меньшее время когерентности, но на сегодня эта проблема решена, сказал Семериков. Текущая точность квантового компьютера РКЦ находится на уровне ведущих компаний 2018-2019 гг.
По словам Семерикова, сейчас команда активно работает над ее повышением. МФТИ создал рабочий квантовый чип, выполненный на сверхпроводниках, на 8 кубитах. Сейчас тестируется на 12 кубитах. Оборудование для этого было закуплено еще в 2016 г.
Но сохраняются сложности с масштабированием и улучшением этого типа КК. Разработчики российских КК сходятся во мнении, что для ускорения разработки квантового компьютера, кроме отдельных проблем, необходимо решать вопрос с кадрами и популяризировать квантовые технологии среди молодежи и в научной среде. Помимо государственного и частного финансирования лабораторий, создающих квантовые компьютеры, уже сейчас нужно готовить компетентные кадры и учебные материалы для разработки квантового «железа» и ПО, рассказал Якимов. Помимо этого существует проблема с закупкой оборудования.
Схема хранения информации Компьютеры, которые мы используем сегодня, хранят данные в двоичном формате - серии 0 и 1. Каждый компонент памяти называется битом, и им можно манипулировать с помощью шагов булевой логики. С другой стороны, квантовый компьютер будет хранить данные в виде 0, 1 или квантовой суперпозиции двух состояний. Такой квантовый бит также известный как кубиты обладает гораздо большей гибкостью по сравнению с двоичной системой. Кубиты могут быть реализованы с помощью частиц с двумя спиновыми состояниями - "вверх" и "вниз". Пылающая скорость Поскольку квантовый компьютер может существовать не только в 0 и 1, они могут выполнять вычисления параллельно. Квантовый компьютер покажет вышеуказанный результат, когда он находится в состоянии декогеренции, которое длится, пока он находится в суперпозиции состояний, пока он не упадет до одного состояния. Возможность одновременного выполнения нескольких задач называется квантовым параллелизмом. Переопределение безопасности Скорость квантового компьютера также является серьезной проблемой в области шифрования и криптографии.
Современные системы финансовой безопасности в мире основаны на факторизации больших чисел алгоритмы RSA или DSA , которые буквально не могут быть взломаны обычными компьютерами в течение жизни Земли. Тем не менее квантовый компьютер может рассчитывать числа в разумный период времени. С другой стороны, квантовые компьютеры смогут обеспечить небьющиеся функции безопасности. Они могут блокировать важные данные например, онлайн-транзакции, учетные записи электронной почты с гораздо лучшим шифрованием. Многие алгоритмы были разработаны для квантовых компьютеров - наиболее известными являются алгоритм Гровера для поиска в неструктурированной базе данных и алгоритм Шора для факторизации больших чисел. Энергоэффективность Потребляемая мощность является критическим фактором для любого устройства, работающего на электричестве. Огромному массиву процессоров требуется изрядное количество блоков питания для поддержания их производительности. Самый быстрый суперкомпьютер в мире Sunway TaihuLight по состоянию на апрель 2017 года потребляет 15,37 МВт электроэнергии. Однако, это становится захватывающим с квантовыми компьютерами.
Поскольку они используют квантовое туннелирование , они уменьшат энергопотребление в 100-1000 раз.
Они работают при комнатной температуре, не уступая и даже превосходя современные громоздкие квантовые суперкомпьютеры с криоохлаждением, и в скором времени они станут достаточно компактными для работы в мобильных устройствах. Квантовые вычисления на настольных компьютерах... А вскоре и в мобильных устройствах реклама Квантовые сверхпроводящие комплексы на данный момент являются громадными и чрезвычайно прихотливыми устройствами. Они должны быть изолированы от всего, что может нарушить процесс спина электрона и исказить вычисления. Это подразумевает необходимость изоляции от механических воздействий в вакуумных камерах, где на пару кубических метров объема может остаться считанное количество молекул. Это включает электромагнитную силу - например, IBM ограждает свои бесценные квантовые биты, или кубиты, мю-металлами, чтобы уничтожить все магнитные поля. А также температурный режим. Все атомы с температурой более абсолютного нуля по определено находятся в вибрационной форме, и любая температура более чем на 10-15 тысячных доли градуса выше нулевого значения попросту сотрясает квантовые биты до такой степени, что они не могут сохранять "когерентность".
Создан первый квантовый компьютер на базе 48 логических кубитов. IBM разработала квантовый чип на 1000 кубитов. MIT планирует продемонстрировать лазеры с улучшенной квантовой способностью отслеживания времени. Физики из Венского Технологического Университета обнаружили фундаментальное ограничение, которое может установить предел производительности крупномасштабных квантовых компьютеров.
Что такое квантовый "рубильник"
- Материалы по тегу: квантовый компьютер
- Квантовые компьютеры - создание, вычислительная мощность, применение, перспективы.
- Квантовые компьютеры - создание, вычислительная мощность, применение, перспективы.
- Квантовые скачки
- Microsoft открыл «новую эру» в области квантовых компьютеров
- Квантовый вызов потребует от бизнеса инвестиций