В этом компьютере кубиты (квантовые биты) генерируются с помощью сверхпроводящих электронных резонансных цепей. Atom Computing получил квантовый компьютер на 1180 кубитов, IDC: Классические компьютеры иссякнут в следующем десятилетии, Google сообщила о создании самого мощного квантового компьютера, Microsoft развивает квантовые вычисления, IBM создаёт самый. 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. Специалисты Национальной квантовой лаборатории в 2021 году сообщили о создании прототипа квантового компьютера совместно с РКЦ и ФИАНом. Квантовый компьютер должен перевернуть представление людей о самых сложных вычислениях и существенно их облегчить.
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. Новости из Китая. Китайские исследователи, факторизовав 48-битное число на доступном им 10-кубитном квантовом компьютере, подсчитали, что масштабировать их алгоритм для использования с 2048-битными числами можно при помощи квантового компьютера всего. Первый отечественный четырехкубитный квантовый процессор продемонстрировала команда ученых МФТИ и Национального исследовательского технологического университета МИСИС. перед нами квантовый интернет и квантовый компьютер, это почти телепортация Квантовый компьютер, Квантовая запутанность, Достижение, Наука, Исследования, Новости, Длиннопост. Последние новости. способность квантовых компьютеров решать задачи, недоступные обычным вычислительным машинам.
Квантовый вызов потребует от бизнеса инвестиций
А это, в свою очередь, позволит расширить и уплотнить каналы передачи квантовой информации. По словам разработчиков, помимо квантового источника света, GaN также является многообещающим материалом для изготовления других компонентов квантовых схем, включая лазер с накачкой и детекторы лёгких частиц. Решением проблемы станет открытие квантовой памяти, которая позволит сохранять и считывать квантовые состояния без разрушения. Это сняло бы проблему квантовых повторителей и развёртывания глобальных сетей квантового интернета. Источник изображений: Imperial College London Группа учёных из Имперского колледжа Лондона предложила свой способ решения этих проблем. Они создали и испытали платформу по записи квантовых состояний фотонов в облаке атомов рубидия. Нейтральные холодные атомы, как хорошо известно, часто выступают в роли платформ с ярко выраженными квантовыми свойствами. Исследователи создали целую систему для генерации фотонов, преобразования их длин волн в необходимую для передачи по волоконно-оптической сети и записи в облако атомов рубидия. Своеобразным активатором «памяти» стал лазер, импульс которого включал её и отключал. Фотоны генерировались квантовыми точками, а затем с помощью фильтров и модуляторов им придавалась другая частота, соответствующая длине волны 1529,3 нм для передачи по оптике. До попадания в облако атомов рубидия частота фотонов подвергалась ещё одной корректировке, но уже с прицелом на то, чтобы атомы рубидия могли их поглощать.
Такую память назвали ORCA нерезонансное каскадное поглощение. Лазерный импульс, о котором упоминали выше, своим воздействием менял свойства атомов рубидия по поглощению фотонов. Эксперименты показали, что система может работать на стандартном оптоволоконном оборудовании. Очевидно, что для внедрения этой разработки в практику пройдут годы, если не десятилетия, но это уже тот результат, который можно развивать. К счастью, он такой не один и что-то может стать реальностью намного раньше. Например, предложенная датчанами оптико-механическая квантовая память на запоминании квантовых состояний фотонов в фононах. Но это уже другая история. Решение Microsoft не только снижает частоту появления ошибок, но также позволяет исправлять ошибки, что открывает путь к коммерческим квантовым системам и новой эре в вычислениях. 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.
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. Пятикубитный прототип процессора продемонстрировали также в Лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ.
Как нам объединить тысячи квантовых битов, или кубитов, воедино? Как мы сможем управлять ими? Как мы сможем качественно произвести, соединить и контролировать намного большее число кубитов? Даже измерение сигналов кубитов потребует совершенно новый класс низкотемпературной электроники, которой сегодня не существует».
Также у нас есть 25-кубитный компьютер на атомной платформе. Но качество операций лучше на ионной платформе». До конца этого года должны успеть 50 сделать. Посмотрим, может быть, получится и больше», — добавил Юнусов. Квантовые компьютеры в будущем будут использоваться для решения задач, с которыми не могут справиться привычные нам электронные вычислительные машины. Это, например, моделирование природных процессов или очень сложные математические расчеты.
Япония ужесточит контроль экспорта полупроводников и квантовых технологий куда бы то ни было
| Ученые продолжили попытки понять квантовую запутанность: есть большой прогресс | Смотрите видео онлайн «В России создали 16-кубитный квантовый компьютер» на канале «ТАСС» в хорошем качестве и бесплатно, опубликованное 13 июля 2023 года в 19:56, длительностью 00:01:01, на видеохостинге RUTUBE. |
| Квантовый компьютер + Новости | Президент Путин посоветовал ученому Семерикову, который работает над созданием квантового компьютера, не забывать жену. |
| В Австралии разрабатывают ускорители квантовых вычислений размером с видеокарту | На проходившем в июле Форуме будущих технологий глава «Росатома» Алексей Лихачев продемонстрировал президенту Владимиру Путину 16‑кубитный квантовый компьютер на ионах. |
| 18 самых интересных фактов о квантовых компьютерах | Первый в мире рабочий квантовый компьютер создали трое ученых из MIT, Лос-Аламосской национальной лаборатории и Калифорнийского университета в Беркли еще в 1998 году. |
| Наука РФ - официальный сайт | 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. |
Что такое квантовый "рубильник"
- Технотренды 2024: Квантовый компьютер можно будет взять в аренду
- Что такое квантовый компьютер
- Регистрация
- Квантовые скачки
- Российские ученые создали источник фотонов для квантовых компьютеров – впервые в стране
Создан ИИ, который предсказывает действия людей
- Поделиться
- Microsoft решила проблему квантовых компьютеров: Будущее: Наука и техника:
- Создан рекордно мощный квантовый компьютер
- Создан рекордно мощный квантовый компьютер
- Читать также
- Как поиск масштабируемого квантового компьютера помогает в борьбе с раком
В России разработали 20-кубитный квантовый компьютер
Компания Microsoft совместно с разработчиком квантовых компьютеров Quantinuum сообщила о разработке методологии, которая позволяет значительно снизить частоту появления ошибок при исполнении квантовых алгоритмов. Как полагают многие физики в мире, дальнейшее развитие квантовых компьютеров потребует создания систем, способных автоматически находить и корректировать случайные ошибки в их работе. Российский квантовый центр (РКЦ) — это уникальная для России научно-технологическая организация, созданная по передовым международным моделям. Рассказываем, как появился первый квантовый компьютер, сколько кубитов в современных процессорах и какие задачи они могут решать.
В России разработали 20-кубитный квантовый компьютер
И вот это к 2024 году вряд ли будет. Симуляторы — возможны, рабочие квантовые компьютеры — вряд ли», - пояснил ученый. Обыкновенное чудо. Китайцы готовятся к квантовой телепортации Заявленных средств также не хватит на такой компьютер. Если "Росатом" хочет создать маленький компьютер, то сумма достаточно большая. Если серьезный квантовый компьютер — то вряд ли. Очень мало времени», - добавил Задков.
Серьезный вызов предстоит специалистам в области кибербезопасности и шифрования данных. Вычислительные возможности квантового компьютера теоретически позволяют взламывать самые сложные алгоритмы шифрования. Похоже, придется разрабатывать новые - это уже работа для квантовых программистов. Профессор Массачусетского технологического института Сет Ллойд в своей книге «Программируя Вселенную» выдвинул головокружительную теорию: Вселенная и есть один большой квантовый компьютер, который постоянно производит нас и все, что нас окружает. 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.
Глава государства также подчеркнул роль парламента в этом процессе, передает ТАСС. Путин выразил уверенность, что парламентарии оправдают доверие россиян и проявят ответственность. Ранее спикер Совета Федерации Валентина Матвиенко допустила возможность кадровых перестановок в правительстве. Также Путин отметил, что необходимо обеспечивать стабильность политической системы, создавать условия для открытости и обновления, для честной конкуренции разных политических сил при безусловном и четком понимании приоритета национальных интересов и безопасности государства. Кроме того, Путин заявил, что ветераны специальной военной операции СВО в будущем проявят себя на работе в органах власти, образовательной сфере, наставничестве и в других областях. Многообразие этносов, мы с вами всегда об этом говорим, традиций, культур нашей страны — это, безусловно, наше общее достояние и конкурентное преимущество», — передает его слова ТАСС. Путин также потребовал на заседании ставить задачи народосбережения и благополучия семей во главу угла. И реализовывать все запланированное в экономике, науке, технологиях, культуре, социальной сфере в широком смысле слова тоже, надеюсь, будем вместе», — отметил Путин. Российский лидер заявил также, что укреплять парламентскую и политическую систему России надо на основе самобытного опыта страны. Он поздравил участников встречи с Днем российского парламентаризма, который отмечается 27 апреля. Заседание по традиции проходило в Таврическом дворце Санкт-Петербурга. Само время, события, через которые мы проходим, доказывают значимость такой преемственности, то, как важно именно на основе своего самобытного опыта укреплять парламентаризм и в целом общественно-политическую систему России», — приводятся слова главы государства на сайте Кремля. Путин в ходе заседания также подчеркнул, что предстоящее формирование нового состава правительства России является важнейшим этапом для страны. В прошлом году в Британии согласились со словами президента России Владимира Путина, сказанными на параде Победы. По его словам, в стране важно обеспечивать общественно-политическую систему, добиваться ее стабильности, передает ТАСС.
Путин в ходе заседания также подчеркнул, что предстоящее формирование нового состава правительства России является важнейшим этапом для страны. В прошлом году в Британии согласились со словами президента России Владимира Путина, сказанными на параде Победы. По его словам, в стране важно обеспечивать общественно-политическую систему, добиваться ее стабильности, передает ТАСС. Также глава государства отметил, что важно создавать условия для открытости и обновления, для чистой конкуренции разных политических сил при безусловном и четком понимании приоритета национальных интересов и безопасности государства. Ранее Путин заявил, что позитивные тенденции в экономике России укрепляются , несмотря на беспрецедентные вызовы. Сроки поездки будут объявлены после согласования с китайской стороной, добавил Песков, передает ТАСС. Представитель Кремля подчеркнул, что любые контакты лидеров России и Китая являются событием, приковывающим к себе внимание всего мира. Стороны планируют обсудить вопросы, представляющие взаимный интерес с акцентом на дальнейшее развитие двустороннего сотрудничества, добавил Песков. Накануне Путин рассказал о планах посетить Китай. Ранее Путин сообщил, что предстоящее формирование нового состава правительства России является важнейшим этапом для страны. По его словам, обсуждались вопросы, связанные с развитием бизнеса, с процессом переноса бизнеса и переоформлением бизнеса, редомициляции, тема налогов, передает ТАСС. Ранее сообщалось, что эта встреча длилась два часа. Таковы данные Всероссийского центра изучения общественного мнения. Опрос проводился среди 1,6 тыс. Высказали респонденты и свое отношение к главам парламентских партий.
Создан ИИ, который предсказывает действия людей
- Квантовый компьютер: что это, как работает и на что способен / Skillbox Media
- Подписка на дайджест
- Российский квантовый центр, ФИАН и «Росатом» представили 16-кубитный квантовый компьютер на ионах
- Квантовые компьютеры
- Поделиться
- Глава IBM уверен, квантовым компьютерам найдут коммерческое применение уже через несколько лет
Новый вид кубита стал самым идеальным вариантом для создания квантового компьютера
| Новости про квантовые компьютеры | Поделиться новостью. |
| Новый вид кубита стал самым идеальным вариантом для создания квантового компьютера | На сегодняшний день в мире существуют квантовые компьютеры на ионах, вмещающие до 32 кубитов. |
| Новости про квантовые компьютеры | Прибор найдет применение в квантовых компьютерах. |
Зачем России квантовый компьютер за 20 миллиардов
Впрочем, поток многообещающих новостей не должен затмевать простого факта: квантовые компьютеры пока не сделали ничего практически полезного. Новая версия квантового компьютера IBM совершила очередной эволюционный шаг. Во время IBM Quantum Summit 2022 компания анонсировала квантовый процессор Osprey, включающий 433 квантовых бита. Квантовое преимущество — способность квантовых вычислительных устройств решать доступные классическим компьютерам проблемы, но быстрее.
Будущее квантовых компьютеров: перспективы и риски
Ранее в четверг президенту России показали отечественные квантовые разработки. Глава государства также проверил работу защищенной видеосвязи на основе квантовых сетей. Глава государства напомнил, что в России начала действовать специальная кадровая программа «Время героев» для участников СВО, в которой могут принять участие «солдаты, офицеры, показавшие в боевой обстановке настоящий характер, лидерские, высокие человеческие качества», передает ТАСС. На этой неделе открылись пункты оценки для участников отбора на программу «Время героев». Опрос проводился 19-21 апреля среди 1,5 тыс. В том числе это касается новой модели оплаты труда учителей, врачей, других специалистов бюджетной сферы, которая должна быть отработана на уровне субъектов Федерации в следующем году. Это очень сложная, большая, капиталоемкая, но очень важная работа», — приводит его слова ТАСС. В ходе встречи Беглов поблагодарил главу государства за поддержку города и сообщил, что все поручения президента выполняются, несмотря на трудности, говорится в сообщении на сайте Кремля. Он также доложил Путину о поддержке, оказываемой семьям участников СВО. По словам Беглова, из 11,5 тыс. Система налажена, огромное Вам спасибо за поддержку и то, что был создан Фонд «Защитники Отечества», он очень эффективно работает, очень много помогает», — сказал губернатор.
В городе-побратиме Петербурга Мариуполе построено 40 социально-значимых объектов, в этом году планируется ввести еще 23, сообщил Беглов. Он добавил, что северную столицу в каникулы регулярно посещают 2,5 тыс. Ранее Беглов сообщил о поддержке Путина на предстоящих выборах губернатора. Глава государства также подчеркнул роль парламента в этом процессе, передает ТАСС.
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. Компании поставили для себя цель достигнуть 100 логических кубитов. С их помощью обычный суперкомпьютер сможет решить научные проблемы, ответ на которые сейчас невозможно получить.
Еще материалы.
Квантовые компьютеры будут выполнять определенные вычисления, которые недоступны классическим компьютерам. Они сделают это, используя уникальные квантовые явления, запутанность и суперпозицию, которые позволяют кубитам существовать в нескольких состояниях одновременно.
Но эти квантовые состояния непостоянны и склонны к ошибкам. Физики пытаются обойти эту проблему, заставив несколько кубитов — каждый из которых закодирован в сверхпроводящей цепи — работать вместе, чтобы несколько кубитов представляли собой один информационный, или логический, кубит. Компания также представила чип под названием Heron, который имеет 133 кубита, но с рекордно низкой частотой ошибок, в три раза ниже, чем у ее предыдущего квантового процессора. Исследователи обычно заявляют, что современные методы исправления ошибок потребуют более 1000 физических кубитов для каждого логического.
В течение многих лет IBM еж егодно удваивала количество кубитов. Чип под названием Condor, представленный 4 декабря, содержит 1121 сверхпроводящий кубит, все они расположены в виде сот. Квантовые компьютеры будут выполнять определенные вычисления, которые недоступны классическим компьютерам. Они сделают это, используя уникальные квантовые явления, запутанность и суперпозицию, которые позволяют кубитам существовать в нескольких состояниях одновременно. Но эти квантовые состояния непостоянны и склонны к ошибкам. Физики пытаются обойти эту проблему, заставив несколько кубитов — каждый из которых закодирован в сверхпроводящей цепи — работать вместе, чтобы несколько кубитов представляли собой один информационный, или логический, кубит.
Российские учёные разработали сразу несколько квантовых компьютеров
Например, в SUNY Stony Brook исследователи используют платформу в области физики высоких энергий для моделирования сложных взаимодействий субатомных частиц. 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.
Этот шаг призван улучшить контроль за экспортом компонентов военного назначения и согласуется с аналогичными тенденциями по всему миру, заявило в пятницу Министерство экономики, торговли и промышленности.
Изменения вступят в силу в июле 2024 года, после периода общественного обсуждения до 25 мая. В прошлом году Япония расширила ограничения на экспорт 23 видов передовых технологий производства микросхем. Эта мера последовала за попытками США ограничить доступ Китая к ключевым полупроводниковым процессам.
Официальные лица Вашингтона оказывают давление на своих международных партнёров, таких как Япония и Нидерланды, требуя присоединиться к торговым санкциям в отношении Китая, который США рассматривают как геополитического и потенциально военного соперника. В основе разработки лежит нитрид галлия GaN , десятилетиями использующийся для выпуска синих светодиодов. Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.
И первые, и вторые операции можно выполнять с помощью пар запутанных фотонов. Другое дело, что их запутывание остаётся относительно сложным процессом, требующим особенных источников света, к примеру, на основе нитрида кремния или фосфида индия. Переход на нитрид галлия, хорошо знакомый производителям светодиодов и чипов, позволит шире и мощнее использовать квантовые каналы связи, а также подумать о создании квантовых систем на чипе.
Разработанный китайскими учёными источник запутанных фотонов представляет собой вытравленное на плёнке нитрида галлия кольцо диаметром 120 мкм сама плёнка выращена на сапфировой подложке традиционным способом. При освещении кольца лучом лазера в инфракрасном диапазоне часть фотонов оказываются в своеобразной ловушке и начинают перемещаться по кольцу. Некоторые из таких частиц становятся резонансными парами.
Резонансные пары, в свою очередь в процессе так называемого четвертьволнового смешения — известного явления в нелинейной оптике кольцо из нитрида галлия — это и есть нелинейный оптический канал , порождают новую пару уже запутанных друг с другом частиц. Измерения показали, что возникающая в кольце нитрида галлия запутанность такого же качества, как и в случае с другими квантовыми источниками света. Иными словами, предложенное решение можно брать на вооружение при проектировании оборудования для квантовых каналов связи и для квантовых процессоров.
Более того, диапазон длин волн у GaN-источника света простирается до 100 нм против 25,6 нм у «традиционных» источников света. А это, в свою очередь, позволит расширить и уплотнить каналы передачи квантовой информации. По словам разработчиков, помимо квантового источника света, GaN также является многообещающим материалом для изготовления других компонентов квантовых схем, включая лазер с накачкой и детекторы лёгких частиц.
Решением проблемы станет открытие квантовой памяти, которая позволит сохранять и считывать квантовые состояния без разрушения. Это сняло бы проблему квантовых повторителей и развёртывания глобальных сетей квантового интернета. Источник изображений: Imperial College London Группа учёных из Имперского колледжа Лондона предложила свой способ решения этих проблем.
Они создали и испытали платформу по записи квантовых состояний фотонов в облаке атомов рубидия. Нейтральные холодные атомы, как хорошо известно, часто выступают в роли платформ с ярко выраженными квантовыми свойствами. Исследователи создали целую систему для генерации фотонов, преобразования их длин волн в необходимую для передачи по волоконно-оптической сети и записи в облако атомов рубидия.
Своеобразным активатором «памяти» стал лазер, импульс которого включал её и отключал. Фотоны генерировались квантовыми точками, а затем с помощью фильтров и модуляторов им придавалась другая частота, соответствующая длине волны 1529,3 нм для передачи по оптике. До попадания в облако атомов рубидия частота фотонов подвергалась ещё одной корректировке, но уже с прицелом на то, чтобы атомы рубидия могли их поглощать.
Такую память назвали ORCA нерезонансное каскадное поглощение. Лазерный импульс, о котором упоминали выше, своим воздействием менял свойства атомов рубидия по поглощению фотонов. Эксперименты показали, что система может работать на стандартном оптоволоконном оборудовании.
Очевидно, что для внедрения этой разработки в практику пройдут годы, если не десятилетия, но это уже тот результат, который можно развивать. К счастью, он такой не один и что-то может стать реальностью намного раньше. Например, предложенная датчанами оптико-механическая квантовая память на запоминании квантовых состояний фотонов в фононах.
Но это уже другая история. Решение Microsoft не только снижает частоту появления ошибок, но также позволяет исправлять ошибки, что открывает путь к коммерческим квантовым системам и новой эре в вычислениях. 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.
IBM пр едставила первый квантовый компьютер с более чем 1000 кубитами — эквивалентом цифровых битов в обычном компьютере.
Но компания заявляет, что теперь сосредоточится на том, чтобы сделать свои машины более устойчивыми к ошибкам, а не более крупными. В течение многих лет IBM еж егодно удваивала количество кубитов. Чип под названием Condor, представленный 4 декабря, содержит 1121 сверхпроводящий кубит, все они расположены в виде сот.
Квантовые компьютеры будут выполнять определенные вычисления, которые недоступны классическим компьютерам. Они сделают это, используя уникальные квантовые явления, запутанность и суперпозицию, которые позволяют кубитам существовать в нескольких состояниях одновременно.
Ранее создание и изучение конкретных запутанных состояний в мультикубитных системах было чрезвычайно сложной задачей. Однако новая методика предлагает решение. 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.