Что такое квантовый компьютер и с кем придется конкурировать России при его разработке? Чтобы этого избежать, выберите "Отмена" и войдите в аккаунт на компьютере.
Как поиск масштабируемого квантового компьютера помогает в борьбе с раком
Опубликована вчера в 16:35 КНР предоставит облачный доступ к квантовому компьютеру мощностью 504 кубита Китайские компании China Telecom Quantum Group и QuantumCTek разрабатывают квантовый компьютер на основе нового 504-кубитного чипа, который будет самым мощным в КНР и доступен через облачные технологии международным пользователям. Чип, созданный в сотрудничестве с Центром инновационных исследований квантовой информации и квантовой физики Китайской академии наук, может проводить килокубитные измерения и сопоставим по характеристикам с ведущими международными разработками.
Наука 3 декабря 2019 14:00 Зачем России квантовый компьютер за 20 миллиардов Техногиганты и госкорпорации вкладываются в «вычислительных монстров», которые помогут разрабатывать новые лекарства и сделают бессмысленным шифрование данных Виктор ЛЬВОВ Поделиться Так выглядит квантовый компьютер Google. Фото: Google «Росатом» объявил о разработке собственного квантового компьютера. Госкорпорация планирует до 2024 года потратить на проект более 20 миллиардов рублей. Что такое квантовый компьютер и с кем придется конкурировать России при его разработке? То ли ноль, то ли единица Для начала минутка гордости. Квантовые вычисления еще в 1980 году предсказал советский математик Юрий Манин. С 1993 года Юрий Иванович живет в Германии, но лично квантовыми компьютерами не занимается. Ему ближе алгебра с геометрией, Манин - заслуженный профессор Математического института Макса Планка. Квантовые компьютеры - крайне дорогие «игрушки» для ученых.
А практические сложные вычисления производятся на транзисторных суперкомпьютерах. Основные их пользователи - госорганы, университеты, научные институты, IT-компании и банки. Крупнейший суперкомпьютер - американский Summit. Устройство состоит из 4608 серверов, которые занимают 500 квадратных метров. То есть по сути это множество мощных, но при этом вполне традиционных компьютеров, объединенных в сеть, способных обрабатывать колоссальные массивы информации и совершать очень сложные расчеты. В традиционном компьютере единица информации - один бит.
Вот почему нам нужны квантовые компьютеры. Представьте, что вы хотите усадить 10 человек за 1 стол, где есть только один оптимальный план рассадки из всех возможных комбинаций.
Сколько различных комбинаций вам нужно изучить, чтобы найти оптимальную? Для размещения 2 человек потребуется 2 варианта комбинаций. При размещении 10 человек за одним столом понадобится составить 3 628 800 комбинаций. Всего 10 человек и один стол создают более 3 млн комбинаций, а представьте количество комбинаций при больших значениях, 100 человек 1000 или 10 000 человек, такие вычисления уже не под силу классическим компьютерам. Суперкомпьютерам приходится анализировать каждую комбинацию одну за другой, что может занять много времени. На некоторые вычисления могут уйти миллиарды лет. И тут на помощь приходит квантовые компьютеры, способные значительно сократить время сложных вычислений. Неделя работы суперкомпьютера соответствует 1 секунде существующих квантовых компьютеров.
Принципы работы квантового компьютера Работа квантовых компьютеров основана на двух принципах квантовой механики: спутанность и принцип суперпозиции. Классические компьютеры работают в двоичной системе 1 или 0 бит , комбинации и последовательности 1 и 0 несут определенные данный. Процессор может передавать либо 1 либо 0. Принцип суперпозиции позволяет элементам процессора находится одновременно в 2 состояниях и 1 и 0. Как монетка подброшенная вверх, пока не упала одновременно может быть и орлом и решкой. Бит который может находится в состоянии 1 и 0 одновременно называется кубитом. Чем больше кубитов тем больше одновременных вычислений можно проводить. Сейчас ведутся разработки по созданию компьютера на основе фотонов света с характеристиками в 1 000 000 кубит.
Все эти свойства квантового компьютера позволяют одновременно анализировать миллионы различных вариантов и комбинаций. В примере со столами квантовый компьютер за секунды найдет оптимальный вариант рассадки. На примере эволюции жизни на земле. Квантовый компьютер способен за короткое время найти жизнеспособные комбинации сложных органических молекул, как природа, которой на решение этих задач потребовалось миллиарды лет. Теперь поиск таких комбинаций стал доступен искусственным путем через квантовые вычисления, с появлением более мощных квантовых компьютеров мы сможем смоделировать возможное существование и взаимодействие всех веществ и элементов. Источник: IBM Quantum Области применения квантовых вычислений Как и обычных компьютеров, сфера применения КК крайне широка, от части мы еще не знаем весь потенциал квантовых вычислений, которые затронут практически все сферы деятельности человека. Аэрокосмическая отрасль.
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. Все стали задаваться вопросом: «Кто эти парни и откуда они взялись? Это даже не ученые в области вычислительных систем! Это квантовые физики, у которых есть какие-то безумные алгоритмы, которые намного лучше», — рассказывает он. Для решения проблем оптимизации нужны компьютерные решения, требующие минимальных затрат усилий и стоимости. В каком-то смысле это как альпинист, пытающийся найти абсолютный высотный минимум в незнакомом горном ландшафте крайне неправильной и непредсказуемой формы. Как только он достигает долины, для него нет возможности узнать, будет ли за следующей горой более низкая точка. А выяснить это стоит огромных усилий, потому что надо взобраться на гору и пройти перевал. Вполне возможно он решит, что это слишком затратно и остановится там, где находится, так и не найдя самый низкий минимум или лучшее решение. Матиас Троер, главный исследователь Microsoft. Квантовые частицы обладают уникальным свойством, которое — как в этом примере — позволит им легко, как по тоннелю, пройти через гору, чтобы увидеть, что там на другой стороне. Подражая этой способности тоннельного прохода, квантовые алгоритмы Microsoft способны решать оптимизационные задачи совершенно иным, инновационным способом, но при этом используя широко доступное аппаратное обеспечение. Классическое вычислительное оборудование не позволяет реализовать весь потенциал алгоритмов, — добавляет он. Заглавное фото: Марк Грисвольд, профессор радиологии Case Western Reserve University использует квантовые алгоритмы Microsoft в инновационном подходе к МРТ под названием магнитно-резонансный отпечаток.
Подписаться на еженедельную рассылку самых свежих материалов
- Путину показали самый мощный квантовый компьютер в России — 13.07.2023 — В России на РЕН ТВ
- Миллиарды рублей и почти ноль понимания. Зачем нам квантовый искусственный интеллект
- Международная гонка кубитов
- VK будет развивать квантовые вычисления на своей облачной платформе
- Квантовые технологии изменят мир. Новости квантовых компаний.
Квантовые компьютеры в России и мире: как развивается технология
Как полагают многие физики в мире, дальнейшее развитие квантовых компьютеров потребует создания систем, способных автоматически находить и корректировать случайные ошибки в их работе. Квантовый компьютер — вычислительное устройство, которое использует явления квантовой суперпозиции и квантовой запутанности для передачи и обработки данных. Обсуждение последствий появления мощного квантового компьютера, способного взламывать сегодняшние алгоритмы шифрования, может напомнить дискуссии по поводу «Проблемы 2000». В перспективе возможно создание «квантового интернета», когда удаленные квантовые компьютеры будут объединены в сеть за счет обмена квантовыми состояниями. Квантовый компьютер Google способен сократить до нескольких секунд вычисления, на которые у суперкомпьютера ушло бы около 50 лет.
Microsoft открыл «новую эру» в области квантовых компьютеров
Квантовый компьютер Google способен сократить до нескольких секунд вычисления, на которые у суперкомпьютера ушло бы около 50 лет. На проходившем в июле Форуме будущих технологий глава «Росатома» Алексей Лихачев продемонстрировал президенту Владимиру Путину 16‑кубитный квантовый компьютер на ионах. Считается, что квантовый компьютер, манипулируя отдельными атомами, лучше справится с созданием новых материалов и новых лекарств. Разработка квантового компьютера на холодных ионах кальция – один из самых молодых проектов центра.
Дайджест новостей о квантовых технологиях за 24 ноября-8 декабря
| РАН: «Росатому» на квантовый компьютер не хватит времени и денег | Google заявила о достижении квантового превосходства — квантовый компьютер решил задачу в 220 млн раз быстрее обычного. |
| Почему от квантового компьютера зависит национальная безопасность и когда он появится в России | Квантовый компьютер больше напоминает красную ртуть конца ХХ века, нежели реальную перспективную разработку. |
Технотренды 2024: Квантовый компьютер можно будет взять в аренду
перед нами квантовый интернет и квантовый компьютер, это почти телепортация Квантовый компьютер, Квантовая запутанность, Достижение, Наука, Исследования, Новости, Длиннопост. Компания Microsoft совместно с разработчиком квантовых компьютеров Quantinuum сообщила о разработке методологии, которая позволяет значительно снизить частоту появления ошибок при исполнении квантовых алгоритмов. Поделиться новостью. Квантовые компьютеры вряд ли станут персональными в привычном смысле этого слова, объяснил он квантовый компьютер: В России создали первый 20-кубитный квантовый компьютер на ионной платформе, Российские учёные первыми в мире обнаружили необычные свойства «жидкого света», Прорыв кукварта.
Создан рекордно мощный квантовый компьютер
Особенно, когда вы показывали, что вычисления в обычном режиме, на современных суперкомпьютерах занимали бы чуть ли не столетия, а на квантовых результат достигается за часы или дни, — это, конечно, впечатляет», — оценил разработку Владимир Путин. Проект разработки квантового компьютера был запущен в 2019 году, над ним работали учёные из Российского квантового центра и физического института им. Лебедева РАН при координации Росатома. А уже до конца текущего года в России может появиться 20-кубитный квантовый компьютер.
Страны и компании одна за другой объявляют о все более мощных и масштабных проектах в области квантовых компьютеров. Ждать ли, что такой компьютер попадет в каждый дом? Год назад IBM создал сложнейший в истории квантовый процессор на 433 кубита, но в октябре 2023 года рекорд был обновлен устройством на 1180 кубитов от Atom Computing. В результате серии прорывов в сфере квантовых вычислений человечество вплотную приблизилось к «квантовой utility», возвещает начало квантового века агентство Bloomberg. Так что, готовимся к очередям за квантбуками и квайфонами?
Не советует торопиться директор Института спектроскопии РАН Виктор Задков: Виктор Задков директор Института спектроскопии РАН «Компьютеров, универсальных с точки зрения квантовых вычислителей, до сих пор мало, и они все имеют не очень высокую надежность вычислений. Особенно при увеличении числа вот этих самых кубитов. Когда вы работаете с всего несколькими кубитами — 10, 15, 20, 30, 100, — то каждый кубит, в свою очередь, при обработке на квантовом уровне производит ошибки. Они неизбежны.
До конца 2024 года планируется увеличить число кубитов до 50-100, что позволит решать задачи, которые обычный компьютер решать не сможет или будет делать это очень долго. В будущем, с ростом количества кубитов, подобные вычислительные устройства смогут решать сложные задачи гораздо быстрее, чем самые мощные суперкомпьютеры: оптимизация логистики в масштабах всей страны; моделирование химических соединений, с помощью которых можно создать новые лекарства и новые материалы; ускорение обучения искусственного интеллекта и криптоанализ современных алгоритмов шифрования. Пресс-служба Президента России.
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. Производители полупроводников также готовятся использовать свои технологии изготовления кремниевых чипов для фотоники. Руководитель отдела вычислительной и проводной инфраструктуры GlobalFoundries Амир Файнтух сказал, что сотрудничество с PsiQuantum, Ayar и Lightmatter помогло создать платформу для производства кремниевой фотоники, которую могут использовать другие. Платформа была запущена в марте. Питер Барретт, основатель венчурной компании Playground Global, инвестор Ayar Labs и PsiQuantum, верит в долгосрочные перспективы кремниевой фотоники для ускорения вычислений, но говорит, что впереди еще долгий путь.