На проходившем в июле Форуме будущих технологий глава «Росатома» Алексей Лихачев продемонстрировал президенту Владимиру Путину 16‑кубитный квантовый компьютер на ионах. Новости квантовых компьютеров. 18 Августа 2023 года.
Когда квантовые вычисления станут реальностью?
Десятилетие науки и технологий в России Российская наука стремительно развивается. Одна из задач Десятилетия — рассказать, какими научными именами и достижениями может гордиться наша страна. В течение всего Десятилетия при поддержке государства будут проходить просветительские мероприятия с участием ведущих деятелей науки, запускаться образовательные платформы, конкурсы для всех желающих и многое другое.
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. Например, КК на ионах обладает очень высокой точностью и когерентностью, но скорость операций и число кубитов пока невелики.
Юнусов также рассказал о планах «Росатома» разработать до конца 2024 года 50-кубитный квантовый компьютер, а может быть даже и больше получится.
В дальнейшем же корпорация хочет создать и 100-квантовый. Кроме того, Юнусову задали вопрос про то, зачем нужна такая машина. Однако поспешил объяснить, что в России не хватает мощности железа с целью показать полезность алгоритмов. По его словам, компьютеры помогут решать задачи в логистике, моделировании молекул.
Такое направление принесет успехи. Когда же создавались классические компьютеры, планировалось, что тысячи таких машин хватит на всю планету и будут решены определенные задачи.
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.
Почему от квантового компьютера зависит национальная безопасность и когда он появится в России
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. Последние новости. Квантовое преимущество — способность квантовых вычислительных устройств решать доступные классическим компьютерам проблемы, но быстрее.
Глава IBM уверен, квантовым компьютерам найдут коммерческое применение уже через несколько лет
Они могут работать с современными электронными устройствами, но лишь в условиях сверхнизких температур. По размеру он почти такой же, как системный блок обычного ПК. Разработчики надеются, что системы позволят ученикам понять базовые принципы работы квантовых вычислителей. Амбициозные стартапы Инвесторы верят в будущее квантовых систем. Эта сумма больше, чем все инвестиции в область квантовых вычислений в 2019 году в США. PsiQuantum планирует разработать и наладить производство квантовых компьютеров на базе фотонов.
А другой стартап под названием Rigetti уже собрал 19-кубитный сверхпроводниковый процессор, который доступен онлайн через свою среду разработки под названием Forest. Индустрия 4. А в 2018 году начался пилотный проект по развитию двух других платформ квантовых вычислений: нейтральных атомов в оптических ловушках и интегральных оптических чипов. Он работает на платформе из 20 ионов, захваченных электромагнитной ловушкой. Сейчас ученые пытаются проводить на ионной платформе прикладные вычисления, моделируют и тестируют алгоритмы.
Учебная лаборатория квантовой оптики РКЦ Они планируют создать действующий образец квантового процессора на сверхпроводниках к концу 2024 года.
QuantTech: Квантовые технологии В теории квантовые радары позволяют задетектировать объект, используя очень слабые сигналы на уровне одного фотона, что делает такой радар необходимой технологией в неинвазивной биомедицине и оборонных разработках. Международная группа физиков создала и протестировала первый прототип квантового радара, использующего запутанные микроволновые фотоны, которые рождались в сверхпроводящей нелинейной среде.
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.
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. Альтернативные реальности Согласно квантовой физике, мы имеем дело с тем, что называется Мультивселенной, где проблема может иметь много или бесконечное количество возможных решений. Например, вы можете читать эту статью на своем Macbook.
Квантовые компьютеры
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. Но менеджер Лаборатории квантового искусственного интеллекта Google Хартмут Невен на это парирует: «Спутник тоже немногое умел. Он просто летел вокруг Земли.
Но это был старт космической эры».
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.
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. В основном 1 и немножечко 0. Это дает нам большие возможности, мы можем закодировать больше информации в меньшем объеме». 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.
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.
Российские учёные разработали сразу несколько квантовых компьютеров
Кубиты и суперпозиция, или почему обычных компьютеров уже недостаточно. В Китае готовы запустить 504-кубитный квантовый суперкомпьютер и уже разработали 1000-кубитный. ТУТ НОВОСТИ: квантовый компьютер последние новости сегодня, фото, видео, факты, события, информация и многое другое. Поделиться новостью.
Квантовые технологии в России 2023
Квантовый компьютер — вычислительное устройство, которое использует явления квантовой суперпозиции и квантовой запутанности для передачи и обработки данных. Новости / Компьютеры. Рассказываем, как появился первый квантовый компьютер, сколько кубитов в современных процессорах и какие задачи они могут решать. В Китае готовы запустить 504-кубитный квантовый суперкомпьютер и уже разработали 1000-кубитный. Ему все еще предстоит продемонстрировать многокубитные операции, которые необходимы для универсальных квантовых компьютеров.
Российский 16-кубитный квантовый компьютер представил Росатом на Форуме будущих технологий
| Квантовые компьютеры в России и мире: как развивается технология | Прибор найдет применение в квантовых компьютерах. |
| Команда российских ученых создала квантовую систему на мировом уровне - МК | Как полагают многие физики в мире, дальнейшее развитие квантовых компьютеров потребует создания систем, способных автоматически находить и корректировать случайные ошибки в их работе. |
В России разработали 20-кубитный квантовый компьютер
все новости, связанные с понятием "Квантовый компьютер ". Регулярное обновление новостного материала. Впрочем, поток многообещающих новостей не должен затмевать простого факта: квантовые компьютеры пока не сделали ничего практически полезного. Учёные из МФТИ разработали и протестировали сразу несколько квантовых компьютеров, которые обнаруживают ошибки в работе друг друга.
Квантовые технологии в России 2023
Сейчас он размером со стоечный блок. В ближайшее время он достигнет размеров обычной видеокарты, а затем станет настолько мал, что его можно будет устанавливать в мобильные девайсы наравне с обычными процессорами. Если эта компания сделает то, о чем утверждает, то преимущества квантовой технологии можно будет интегрировать в компьютеры практически любого размера, освободив эту сверхмощную технологию от ограничений, связанных с размерами и стоимостью суперкомпьютеров. Квантовое программное обеспечение и вычисления не нужно будет выполнять через быстрое подключение к мэйнфрейму или облаку, они будут выполняться на месте, где это необходимо. Довольно разрушительная вещь. Компания Quantum Brilliance была образована в 2019 году на основе результатов исследований, проведённых её создателями в Национальном университете Австралии, где были реализованы технологии изготовления, масштабирования и управления кубитами, встроенными в синтетический алмаз. Вклад Quantum Brilliance в эту область заключается в разработке способов точного и воспроизводимого производства этих мельчайших элементов, а также в миниатюризации и интеграции структур управления, необходимых для передачи информации в кубиты и из них - двух ключевых областей, которые до сих пор не позволяли масштабировать эти устройства дальше нескольких кубитов. Учитывая эту жесткость, мы можем использовать многие уже существующие классические системы управления".
И хотя не все согласны с такой метрикой, в России начинают пользоваться ею.
Юнусов также рассказал о планах «Росатома» разработать до конца 2024 года 50-кубитный квантовый компьютер, а может быть даже и больше получится. В дальнейшем же корпорация хочет создать и 100-квантовый. Кроме того, Юнусову задали вопрос про то, зачем нужна такая машина. Однако поспешил объяснить, что в России не хватает мощности железа с целью показать полезность алгоритмов. По его словам, компьютеры помогут решать задачи в логистике, моделировании молекул. Такое направление принесет успехи.
Ученым удалось экспериментально показать превосходства такого радара над классическими аналогами на коротких расстояниях, порядка 1 метра. Я не часто вижу статьи по квантовым радарам, ведь эта тема особо интересна военной индустрии, и потому почти все разработки засекречены.
Изменения в одной из них мгновенно влияют на другую, независимо от расстояния. Понимание запутанности имеет решающее значение для использования истинной силы квантовых компьютеров. Ранее создание и изучение конкретных запутанных состояний в мультикубитных системах было чрезвычайно сложной задачей. Однако новая методика предлагает решение.
В России появился 16-кубитный квантовый компьютер на ионах
Новости / Компьютеры. 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. Квантовый компьютер – новый вид вычислительного устройства, принцип действия которого основан на поведении микроскопических объектов и квантовых явлениях «суперпозиции» и «запутанности». Новая версия квантового компьютера IBM совершила очередной эволюционный шаг. Во время IBM Quantum Summit 2022 компания анонсировала квантовый процессор Osprey, включающий 433 квантовых бита. РИА Новости. Президент РФ Владимир Путин запустил алгоритм для моделирования молекулы гидрида лития на российском квантовом компьютере, процесс был реализован в удаленном режиме во время визита главы государства на выставку Форума.
Microsoft открыл «новую эру» в области квантовых компьютеров
| В Австралии разрабатывают ускорители квантовых вычислений размером с видеокарту | Российский квантовый центр (РКЦ) — это уникальная для России научно-технологическая организация, созданная по передовым международным моделям. |
| Глава IBM уверен, квантовым компьютерам найдут коммерческое применение уже через несколько лет | Рассказываем, как появился первый квантовый компьютер, сколько кубитов в современных процессорах и какие задачи они могут решать. |
| Миллиарды рублей и почти ноль понимания. Зачем нам квантовый искусственный интеллект | 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? |