Считается, что квантовый компьютер, манипулируя отдельными атомами, лучше справится с созданием новых материалов и новых лекарств. Об этом 21 февраля «Известиям» заявил директор Института спектроскопии РАН Виктор Задков, комментируя новость о том, что российские ученые создали 20-кубитный квантовый компьютер. 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? Новость, опубликованная Daily Telegraph, может означать поворотный момент в развитии этой новой технологии. Квантовые компьютеры открывают огромные перспективы для потенциально революционных секторов, таких как наука о климате и открытие лекарств. Новости квантовых компьютеров. 18 Августа 2023 года.
Инвестиции в квантовые компьютеры: на что стоит обратить внимание
«Пока в сфере создания квантовых компьютеров сложилась парадоксальная ситуация: сегодня предложено большое количество теоретических проектов, алгоритмов и принципов работы. Есть несколько процессоров работающих квантовых вычислителей на разных платформах, и самый мощный из них – на кудитах», – рассказал гендиректор Росатома Алексей Лихачев, представляя квантовый компьютер президенту РФ. 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. Выполняя свое прошлогоднее обещание, компания представила первый квантовый компьютер с более чем 1000 квантовыми битами. Но это не есть квантовый компьютер, поскольку при работе квантовых компьютеров неизбежны ошибки, которые возникают при выполнении операций. На ежегодной конференции IBM по квантовым вычислениям Quantum Summit 2023 корпорация представила новейший 133-кубитный квантовый процессор Heron и первый модульный квантовый компьютер IBM Quantum System Two на его базе.
Квантовый компьютер + Новости
«Пока в сфере создания квантовых компьютеров сложилась парадоксальная ситуация: сегодня предложено большое количество теоретических проектов, алгоритмов и принципов работы. 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. «Пока в сфере создания квантовых компьютеров сложилась парадоксальная ситуация: сегодня предложено большое количество теоретических проектов, алгоритмов и принципов работы. Чтобы этого избежать, выберите "Отмена" и войдите в аккаунт на компьютере. В Китае готовы запустить 504-кубитный квантовый суперкомпьютер и уже разработали 1000-кубитный.
Миллиарды рублей и почти ноль понимания. Зачем нам квантовый искусственный интеллект
Они могут решить задачу коммивояжера за считанные секунды, что занимает 30 минут на обычных компьютерах. Более того, квантовый компьютер может помочь обнаруживать далекие планеты, осуществлять точное прогнозирование погоды, раньше выявлять рак и разрабатывать более эффективные лекарства, анализируя данные секвенирования ДНК. ИИ начало игры Искусственный интеллект находится в начальной фазе. Современный продвинутый робот может входить в комнату, распознавать материал, форму и движущиеся тела, но ему не хватает факторов, которые делают их по-настоящему умными. Квантовые компьютеры намного лучше в области обработки информации - с 300 битами мы сможем отобразить всю вселенную. Квантовые компьютеры смогут экспоненциально ускорить скорость машинного обучения, сократив время с сотен тысяч лет до нескольких секунд. Для измерения расстояния между двумя большими векторами размером 1 зеттабайт обычному компьютеру с тактовой частотой ГГц потребуются сотни тысяч лет. В то время как квантовый компьютер с тактовой частотой ГГц если он будет построен в будущем займет всего лишь около секунды после того, как векторы запутаются с вспомогательным кубитом. Не все может быть сделано быстро Хотя квантовые компьютеры находят наиболее оптимальный способ решения проблемы, они используют некоторые основные математические принципы, которые ваш персональный компьютер использует ежедневно.
Это относится к базовой арифметике, которая уже хорошо оптимизирована. Нет лучшего способа добавить набор чисел, чем просто сложить их. В таких случаях классические компьютеры столь же эффективны, как квантовые компьютеры. Последние достижения в области квантовых вычислений Ученые из Университета Нового Южного Уэльса разработали первый квантовый логический элемент в кремнии в 2015 году. В том же году НАСА представило первый операционный квантовый компьютер, созданный D-Wave, стоимостью 15 миллионов долларов. В 2016 году исследователи из Университета Мэриленда успешно создали первый перепрограммируемый квантовый компьютер. Два месяца спустя Базельский университет определил вариант квантовой машины на основе электронных дырок, которая использует электронные дыры вместо того, чтобы манипулировать электронными спинами в полупроводнике при низких температурах, которые гораздо менее уязвимы для декогеренции. Еще несколько интересных фактов и открытий 12.
Квантовые вычисления впервые были упомянуты Ричардом Фейнманом в 1959 году в его знаменитой лекции «Внизу много места». Он рассматривал возможность манипулирования отдельными атомами как расширенную форму синтетической химии.
И в зависимости от этого получаем ответ на поставленный вопрос». Процесс сложный, но ученые излучают уверенность и делают кубиты также на сверхпроводниках, которым нужны экстремально низкие температуры. Уже есть успехи — американская IT-компания , например, в конце 2022 года представила процессор, внутри которого 433 кубита. Теоретически в нем может одновременно содержаться на много порядков больше бит информации, чем атомов в наблюдаемой Вселенной. Но решить какую-то задачу гораздо быстрее обычного компьютера, то есть «продемонстрировать квантовое превосходство», такой процессор пока не может — слишком нестабильны элементы. Подобные удачи, впрочем, уже случались. Физики из Китая, например, создали квантовый компьютер, работающий на фотонах, и за 200 секунд он провел бозонную выборку — это мегасложное вычисление, на которое могло уйти полмиллиарда лет работы самого быстрого суперкомпьютера. В этом году квантовый вычислитель обещают уже использовать в медицинских целях.
Его установят в клинике города Кливленд в США. Он поможет выявлять новые штаммы вирусов и займется поиском лекарств от болезни Альцгеймера. Но есть и опасения по поводу новой технологии.
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.
Когда же создавались классические компьютеры, планировалось, что тысячи таких машин хватит на всю планету и будут решены определенные задачи. В июле 2023 года президенту России Владимиру Путину показали уникальный российский квантовый компьютер. Наш лидер побывал на форуме новых технологий и оценил изобретения по достоинству. Компьютер мощнее обычных на несколько порядков, то есть он в разы быстрее способен производить расчеты. С его помощью можно разрабатывать новые формулы химический соединений, например, лекарств. Можно делать прогнозы, которые базируются на большом количестве переменных. Например, делать более точный прогноз погоды.
Или воспользуйтесь аккаунтом
- Рекорд Китая
- Технотренды 2024: Квантовый компьютер можно будет взять в аренду
- Квантовые скачки
- Сверхбыстрые кванты: ускорение вычислений на сотни миллиардов лет - «Ведомости. Наука»
Российский квантовый центр, ФИАН и «Росатом» представили 16-кубитный квантовый компьютер на ионах
ТУТ НОВОСТИ: квантовый компьютер последние новости сегодня, фото, видео, факты, события, информация и многое другое. Первый отечественный четырехкубитный квантовый процессор продемонстрировала команда ученых МФТИ и Национального исследовательского технологического университета МИСИС. «В области производства квантовых компьютеров всё идёт в соответствии с графиком, 20 кубитов нам обещает Росатом показать в конце этого года.
Квантовый компьютер + Новости
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. Новая технология подавления ошибок от Q-CTRL увеличивает производительность квантовых алгоритмов в тысячи раз. Новая теория объединяет гравитацию Эйнштейна и квантовую механику.
Кубит — это наименьшая единица информации в квантовых компьютерах, аналогичная биту. Для решения проблемы чувствительности создаются дополнительные физические кубиты, которые используются для коррекции ошибок. Поэтому Microsoft разработал алгоритм исправления ошибок, который применил к физическим кубитам Quantinuum, достигнув стабильной работы около четырех логических кубитов из 30 физических. На этих четырех кубитах было запущено около 14 тыс. По мнению исследователей, это начало новой эры квантовых вычислений.
Напротив, когда физические кубиты с достаточным качеством работы используются со специализированной системой управления и диагностики для включения виртуальных кубитов, только тогда увеличение количества физических кубитов приводит к созданию мощных отказоустойчивых квантовых компьютеров, способных выполнять более длительные и сложные вычисления», — сообщили в Microsoft.
Исследователи построили квантовый процессор с использованием сверхпроводящих цепей, по сути, искусственных атомов, которые выступают в роли кубитов. 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.
Ученые прогнозируют, что высокая скорость расчетов квантовых компьютеров упростит решение задач в области развития искусственного интеллекта и больших объемов данных, будет полезна в квантовой химии, биотехнологиях и других сферах. Квантовый компьютер пока не создан. Требуется разработать относительно недорогую компонентную базу, на которой можно было бы реализовать принципы его работы.
Сегодня активно ведутся работы в области разработки новых материалов для создания устройств по сохранению и передаче информации, а также методов их применения. Российские ученые разработали математическую модель, с помощью которой можно выполнять квантовые вычисления с применением так называемых клеточных автоматов. По словам старшего научного сотрудника кафедры автоматики и процессов управления Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» и заведующего кафедрой математического моделирования Северо-Кавказского федерального университета Павла Ляхова, клеточные автоматы — это математическая модель, которую можно представить как тетрадный лист, в котором каждая клетка имеет квантовое состояние, кодируемое определенным образом. При этом выполнение различных действий например, математических операций в одной клетке влияет на все остальные, расположенные по соседству.
Разработчик квантовых компьютеров IonQ поможет в модернизации энергосистемы США
На сегодняшний день в мире существуют квантовые компьютеры на ионах, вмещающие до 32 кубитов. Российский квантовый центр (РКЦ) — это уникальная для России научно-технологическая организация, созданная по передовым международным моделям. Разработка квантового компьютера на холодных ионах кальция – один из самых молодых проектов центра.
В России появился 16-кубитный квантовый компьютер на ионах
Новый тип кубитов стал более надежным и внутренне стабильным, по сравнению с предыдущими версиями, путем объединения преимуществ двух других типов кубитов. Команда опубликовала свою работу в журнале Nature Physics. Читайте «Хайтек» в В данной работе исследователи из QuTech, компании, созданной в результате сотрудничества между Делфтским технологическим университетом и TNO, создали разумную комбинацию существующих методов для хранения квантовой информации. Марта Пита-Видаль, соавтор, объясняет: «Двумя наиболее многообещающими типами являются спиновые кубиты в полупроводниках и трансмононные кубиты в сверхпроводящих схемах. Однако у каждого типа есть свои проблемы.
С большой долей точности такое сопоставление образцов может быть использовано для диагностики рака кишечника или мозга, избавляя пациетов от болезненных и инвазивных диагностических процедур. В заболеваниях типа множественного склероза и эпилепсии цифровые отпечатки могут зафиксировать изменения в мозге, которые не определяются традиционными методами, но более клинически значимы, чем видимые на сегодняшний момент. Это поможет предсказать, как болезнь будет прогрессировать, или определить эффективность нового лекарственного препарата в борьбе с заболеваниями, для которых пока нет надежного критерия успеха лечения.
Сложность с магнитно-резонансным отпечатком, однако, заключается в вычислении, какая из практически неограниченного количества возможных импульсных последовательностей сможет произвести сканы быстро и с достаточной степенью точности, чтобы определить разницу между здоровой тканью и различными проявлениями заболевания. Так как каждая последовательность состоит из индивидуальных импульсов, различающихся по углу, интенсивности или продолжительности, то число потенциальных последовательностей для комплексных измерений становится просто колоссальным и сравнимым с числом атомов во всей видимой вселенной. Стивен Джордан, старший исследователь Microsoft. Последовательности импульсов, выбранные оптимизационными алгоритмами Microsoft, обеспечили сканирование в три раза быстрее, чем их предшественники. Это приводит к увеличению скорости обработки информации, уменьшению стоимости и повышению доступности жизнесохраняющей диагностики, в частности, в тех областях, где существуют многомесячные листы ожидания на исследования МРТ. Кроме того, 30-процентный скачок в точности измерений для Т2, который является важным идентификатором болезни, может означать разницу между обнаружением и лечением опухоли на ранней стадии и упущением ее и началом лечения, когда медицина уже будет ограничена в возможностях и методах. Такие кардинальные изменения абсолютно невозможно получить работая по-старому».
Открытие алгоритмов, инспирированных квантовым подходом В квантовом компьютере уникальные свойства кубитов — в частности их способность принимать одновременно значение и 0, и 1 — позволяет им обрабатывать информацию во много раз быстрее и, теоретически, найти решение таких проблем, как изменение климата или борьба с голодом в мировом масштабе, которые пока остаются нерешаемыми. Но, как известно, квантовые частицы являются невероятно капризными и нестабильными. Поэтому Microsoft трудится над разработкой более надежных и масштабируемых кубитов, способных полностью поддерживать квантовую вычислительную платформу. Другой тип машины для квантового отжига использует потрясающие и непостижимые свойства квантовых частиц для выполнения одной единственной задачи: решение проблемы оптимизации со множеством сложных переменных и условий. Изначально ученые собирались просто исследовать работу квантовых анниляторов, поэтому они разработали алгоритмы для симуляции происходящего внутри процесса. Они решили протестировать на популярном оптимизационном тесте классический, но воодушевленный квантовым подходом, алгоритм и обнаружили, что у них появились также другие решения.
В России появился 16-кубитный квантовый компьютер на ионах Его работу впервые показали на Форуме будущих технологий Марат Хамадеев Физики из ФИАН совместно с коллегами из Российского квантового центра представили 16-кубитный квантовый компьютер на ионах. Во время презентации на Форуме будущих технологий на компьютере было запущено моделирование гидрида лития. Об этом сообщает ТАСС.
Ионы — это популярные кандидаты на роль кубитов.
Алмазные квантовые ускорители, работающие при комнатной температуре, могут стать еще одним компонентом для ПК, предлагая квантовые возможности, когда это необходимо. Мы создали, по сути, первый в Австралии суперкомпьютерный квантовый центр инноваций и организовали программу Pawsey Pioneer, в рамках которой промышленные и исследовательские группы могут использовать нашу квантовую операционную систему. Мы развернем в Pawsey первую в мире алмазную квантовую вычислительную систему комнатной температуры в 1 квартале 2022 года". Концепция Quantum Brilliance заключается в том, чтобы сделать кубиты легко интегрируемой системой для любого компьютера.
Что-то вроде современных high-end видеокарт, производимых в массовых количествах для работы в широком спектре систем при низкой себестоимости. Тогда разработчики программного обеспечения смогут использовать традиционные вычисления там, где это выгодно, а квантовые - только там, где они наиболее эффективны. Это может быть в задачах, которые включают моделирование практически всего, что имеет атомарную структуру, проявляющую квантово-механическое поведение; Мэттингли-Скотт называет фармакологическую разработку лекарств, разработку электродов для батарей и производство энергии как области, где такое оборудование может оказать непосредственное влияние. Он может быть использован в линейной алгебре и матричных операциях, которые лежат в основе машинного обучения и искусственного интеллекта, что само по себе является активно развивающейся областью, и может быть очень полезен в задачах, связанных с оптимизацией, например, при попытке снизить энергопотребление во всей глобальной структуре бизнеса крупной логистической компании.
Как поиск масштабируемого квантового компьютера помогает в борьбе с раком
Google заявила о достижении квантового превосходства — квантовый компьютер решил задачу в 220 млн раз быстрее обычного. «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. перед нами квантовый интернет и квантовый компьютер, это почти телепортация Квантовый компьютер, Квантовая запутанность, Достижение, Наука, Исследования, Новости, Длиннопост.
Комментарии
- РАН: «Росатому» на квантовый компьютер не хватит времени и денег
- Форма успешно отправлена!
- РАН: «Росатому» на квантовый компьютер не хватит времени и денег
- Курсы валюты:
- Когда квантовые вычисления станут реальностью?
- Глава IBM уверен, квантовым компьютерам найдут коммерческое применение уже через несколько лет
Форма успешно отправлена!
- Сейчас на главной
- Или воспользуйтесь аккаунтом
- Подпишитесь на ежемесячную рассылку новостей и событий российской науки!
- Когда квантовые вычисления станут реальностью?
Microsoft открыл «новую эру» в области квантовых компьютеров
Вам нужно придумать кратчайший маршрут, который позволит заехать в несколько крупных городов хотя бы по одному разу и вернуться домой. Перед вами — знаменитая задача коммивояжёра, и она гораздо хитрее, чем кажется на первый взгляд. Если городов в условии будет больше 66, обычному компьютеру понадобится несколько миллиардов лет, чтобы решить её простым перебором. И тут на помощь приходят квантовые компьютеры, которые могут решать такие задачи в миллионы раз быстрее обычных. Дело в том, что вместо привычных битов у квантовых компьютеров — кубиты. Физически это уже не транзисторы, а квантовые частицы — обычно фотоны или протоны. В отличие от бита, кубиты могут не только равняться 0 или 1, но и принимать любые значения между ними.
Благодаря этому квантовый процессор может выполнять несоизмеримо больше операций за один такт. Как работает квантовый компьютер Как мы отметили ранее, квантовый компьютер использует два классических понятия из квантовой механики: принцип суперпозиции и спутанность. Суперпозиция — это способность квантовой частицы находиться сразу в нескольких состояниях одновременно. У суперпозиции есть интересное свойство: она тут же «схлопывается» при появлении наблюдателя. Представьте, что вы подбросили монету и смотрите, как она вращается. Вы не можете точно сказать, что она сейчас вам показывает — орла или решку, всё вращается, ничего не понятно, остановите это кто-нибудь.
Но стоит вам только «прихлопнуть» монетку на ладони, всё становится ясно. Точно так же ведёт себя и кубит — пока вы не воздействуете на него измерительным прибором, он так и будет пребывать сразу во всех состояниях между нулём и единицей. Звучит странно, но это одна из главных заповедей квантовой механики. Вокруг суперпозиции вообще ведётся много споров в научных кругах — взять хотя бы знаменитый парадокс кота Шрёдингера, который то ли жив, то ли мёртв, то ли вообще живёт сразу в нескольких параллельных вселенных. Читайте также: Кот Шрёдингера: что это за эксперимент и в чём его смысл Мало нам суперпозиции — чтобы вычисления совершались, кубиты должны быть связаны между собой. И если в обычной машине эту роль берут на себя токопроводящие дорожки, в квантовой нас выручает квантовая спутанность.
Например, в лабораторных условиях мы можем получить несколько фотонов в спутанном состоянии — и тогда, где бы эти фотоны ни оказались, хоть на разных концах Вселенной, они будут связаны между собой. Если изменить состояние одной, тут же изменятся и другие спутанные с ней частицы. Звучит совсем как магия, но это реальный физический закон: с его помощью учёные научились телепортировать квантовое состояние на многие километры. Чем квантовый компьютер лучше обычного Благодаря тому, что кубиты находятся сразу в нескольких состояниях и связаны между собой, квантовые машины могут параллельно перебрать сразу все варианты решения — в отличие от обычных компьютеров, которые перебирают варианты последовательно и довольно медленно.
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. Постоянный адрес новости: eadaily.
Именно в кудитной технологии, по словам главы атомной отрасли, Россия вошла в тройку лидеров. Компьютер разработан в рамках реализации дорожной карты по квантовым вычислениям командой ученых из Российского квантового центра и физического института им. Лебедева РАН при координации госкорпорации Росатом. Проект был запущен в 2019 году.
На сегодняшний день в мире существуют квантовые компьютеры на ионах, вмещающие до 32 кубитов.
Фотоны по своей природе малошумны, не взаимодействуют друг с другом и не ощущают тепла. Это позволяет работать при более высокой температуре. Это также означает, что управляющая электроника может располагаться прямо на микросхеме — требование для больших систем с исправлением ошибок. Кубиты можно передавать между чипами с помощью обычного оптоволокна; это важно, потому что никто не может построить целый квантовый компьютер на одном чипе — поэтому кубиты должны иметь возможность перемещаться между чипами. Наконец, у квантовой технологии на основе фотоники есть путь к технологичности — в существующих процессах производства микросхем. Мы воодушевлены экспоненциальным влиянием полезного квантового компьютера с 1 миллионом кубитов на мир, в котором мы живем, и мы рады присоединиться к команде PsiQuantum в их путешествии. Lightmatter представляет оптический процессор для ускорения вычислений для искусственного интеллекта следующего поколения Lightmatter, которая создает процессоры, использующие свет для ускорения рабочих нагрузок ИИ в центре обработки данных, привлекла в общей сложности 113 миллионов долларов и выпустит свои чипы в конце этого года и вскоре после этого проведет испытания с клиентами.
Luminous Computing, стартап, создающий суперкомпьютер с искусственным интеллектом с использованием кремниевой фотоники при поддержке Билла Гейтса, привлек в общей сложности 115 миллионов долларов. Эту технологию продвигают не только стартапы.