Но время идет, новости о квантовых компьютерах с завидной периодичностью выходят в свет, а мир все никак не перевернется. 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. Квантовый компьютер больше напоминает красную ртуть конца ХХ века, нежели реальную перспективную разработку.
Первые в мире: ученые МФТИ добились прорыва в области квантовых компьютеров
Но это не есть квантовый компьютер, поскольку при работе квантовых компьютеров неизбежны ошибки, которые возникают при выполнении операций. Google заявила о достижении квантового превосходства — квантовый компьютер решил задачу в 220 млн раз быстрее обычного. Новости электроники и микроэлектроники. Новости электроники и микроэлектроники. Поделиться новостью. Поэтому применение квантовых компьютеров позволит улучшить риск-модели и ускорить обработку больших данных, рассказал квантовый энтузиаст, директор по цифровому развитию Делобанка Антон Семенников.
Квантовые технологии в России 2023
Алгоритм, выведенный Microsoft и Quantinuum, не только снижает частоту появления ошибок, но также позволяет исправлять их. Это может стать прорывом в области технологий, так как для корпораций важно открыть путь к коммерческому применению квантовых компьютеров, говорят в Microsoft. Технологические компании стремятся использовать преимущества квантовой механики для создания машин, способных работать на более высоких скоростях, чем традиционные компьютеры. Эти квантовые системы могут проводить сложные научные вычисления, которые сейчас заняли бы миллионы лет. Microsoft и Quantinuum вышли за пределы эры «зашумленных» квантовых вычислений. Их называют «шумными», потому что они чувствительны к изменениям в окружающей среде, из-за чего выдают ошибки.
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.
Квантовые точки представляют собой нанесенные на многослойную полупроводниковую подложку «островки» арсенида индия, окруженные арсенидом галлия. Исследования ученых ФТИ им. Иоффе проводятся в рамках Дорожной карты «Квантовые вычисления», разработанной «Росатомом» и утвержденной в июле 2020 года. Напомним, уже на следующей неделе в России стартует Форум будущих технологий , в рамках которого как раз будут обсуждать квантовые технологии и их роль в технологическом развитии страны.
В январе 2024 г. Ранее D-Wave заявляла также о важных результатах исследований, демонстрирующих успешное устранение квантовых ошибок QEM в прототипе Advantage2. Проблема квантовых систем в том, что они страдают от вычислительных ошибок из-за шума в окружающей среде. Российские достижения Российские разработчики тоже работают над квантовыми технологиями, но соревнуются пока внутри страны. Ученые из МФТИ сообщили о запуске первого российского 12-кубитного квантового процессора в январе 2024 г. Цифровизация По словам разработчиков, пока их изобретение можно использовать только для исследовательских целей.
Инвестиции в квантовые компьютеры: на что стоит обратить внимание
Другим значимым достижением стало создание первого в мире квантового повторителя сигналов на основе ионов кальция австрийскими учёными. Это приближает квантовые коммуникации и распределённые квантовые вычислительные системы, что важно для создания глобальной сети квантовых коммуникаций. Физики также выявили, что для дальнейшего развития квантовых компьютеров необходимы системы автоматической коррекции ошибок.
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.
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. Перспективным и активно развивающимся также является направление квантового машинного обучения.
Будущее квантовых вычислений Хотя квантовые вычисления все еще находятся в зачаточном состоянии, быстрый темп инноваций свидетельствует о многообещающем будущем.
Технологические гиганты, такие как IBM, Google и Microsoft, а также многочисленные стартапы, добились значительных успехов в исследованиях квантовых вычислений. В ближайшие годы мы можем ожидать, что квантовые компьютеры продолжат расти в мощности и надежности. Квантовое превосходство — точка, в которой квантовые компьютеры превосходят классические компьютеры по вычислительным возможностям — может быть ближе, чем мы думаем. Квантовые вычисления представляют собой захватывающий рубеж, обещающий изменить то, как мы решаем сложные проблемы. По мере продолжения исследований и разработок мы приближаемся к раскрытию всего потенциала этой революционной технологии. А если вам еще больше интересна тема ИИ, вы хотите знать больше и не пропускать новинки и обзоры, подпишитесь на канал в тг, мне будет приятно -.
Что такое квантовый "рубильник"
- Почему от квантового компьютера зависит национальная безопасность и когда он появится в России
- Глава IBM уверен, квантовым компьютерам найдут коммерческое применение уже через несколько лет
- квантовый компьютер
- Ученые продолжили попытки понять квантовую запутанность: есть большой прогресс | | Дзен
- Ученые продолжили попытки понять квантовую запутанность: есть большой прогресс | | Дзен
Квантовые технологии становятся все более популярными у бизнеса
- Квантовые компьютеры - последние новости, обзор СМИ
- В Китае создан 504-кубитный чип для квантового суперкомпьютера. На подходе 1000-кубитный
- 2. Пылающая скорость
- Microsoft открыл «новую эру» в области квантовых компьютеров | Digital | Новости |
Квантовые технологии в России 2023
Как полагают многие физики в мире, дальнейшее развитие квантовых компьютеров потребует создания систем, способных автоматически находить и корректировать случайные ошибки в их работе. Обсуждение последствий появления мощного квантового компьютера, способного взламывать сегодняшние алгоритмы шифрования, может напомнить дискуссии по поводу «Проблемы 2000». В Росатоме заявили о создании 20-кубитного квантового компьютера.
Разработчик квантовых компьютеров IonQ поможет в модернизации энергосистемы США
Задача коммивояжера не под силу даже суперкомпьютеру А можно пример задачи из реальной жизни? Руслан Юнусов: Например, коммивояжеру, чтобы объехать сто клиентов, требуется выбрать лучший маршрут. Вроде бы можно довериться Яндекс. Но он находит хорошее решение, а не самое лучшее. Причем с каждой новой точкой задача сразу усложняется в 10, 100, 1000 и так далее раз. Это специфический класс оптимизационных задач, которые решаются перебором огромного количества вариантов. И здесь квантовому компьютеру нет равных - в сравнении с ним даже самый мощный суперкомпьютер больше напоминает примитивный калькулятор. То есть квантовые компьютеры не вытеснят обычные, а займут свою нишу?
Руслан Юнусов: Именно так. Назову области применения, которые очевидны уже сегодня. Считается, что квантовый компьютер, манипулируя отдельными атомами, лучше справится с созданием новых материалов и новых лекарств. Он сможет взломать системы современного шифрования, но в то же время квантовая криптография защитит информацию на фундаментальном уровне. Ждут появления полноценного квантового компьютера финансисты и климатологи. Первым он крайне необходим для моделирования рынков и финансовых операций, вторым - для составления более точных сценариев климата и прогнозирования погоды. Даже самый мощный суперкомпьютер, по сравнению с квантовым, больше напоминает примитивный калькулятор Но я назвал только то, что мы знаем уже сейчас.
Вы удивитесь, но на самом деле мы даже не представляем, на что по большому счету способен квантовый компьютер, в какие сферы он может проникнуть. Так происходит с большинством прорывных технологий. Руслан Юнусов: Да, аналогичная ситуация была когда-то с обычными компьютерами. Их авторы создавали устройства под вполне конкретные задачи. Они были уверены, что жителям Земли, чтобы решить свои проблемы, достаточно примерно тысячи таких машин. Однако новые задачи стали расти как грибы после дождя. Если бы в 50-е годы создателям компьютеров сказали, что через 70 лет основные мощности компьютерного времени будут потрачены на игры или на майнинг криптовалют, они посмеялись бы над подобной ересью.
Не сомневаюсь, что такая же история повторится и с квантовыми компьютерами. Эта техника будет совершенствоваться, начнет проникать в самые разные сферы жизни, кардинально их меняя. А когда это произойдет, когда квантовый компьютер станет достаточно мощным, те страны, у которых его не будет, окажутся неконкурентоспособными. А это уже вопрос не только технологического суверенитета, но и национальной безопасности. Поэтому ведущие государства активно включились в гонку, вкладывая в разработки миллиарды долларов. Что такое квантовый "рубильник" Итак, квантовый компьютер сулит революцию, какую когда-то совершил в нашей жизни традиционный. Можно на пальцах объяснить его суть?
Руслан Юнусов: Чтобы было понятней, начну с классического компьютера. Сегодня каждый школьник знает, что для кодирования информации применяется двоичная система с "0" и "1". Они реализуются в транзисторе, у которого есть два положения: "включен" и "выключен". В любом смартфоне таких "рубильников" несколько миллиардов.
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.
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. 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.
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. Можно условно сравнить это с калейдоскопом: если с обычным компьютером вам нужно покрутить прибор, чтобы получить разные картинки, то квантовый уже давно всё «покрутил» и сложил в одно большое полотно — осталось как-то достать из него нужный фрагмент.
Наши проекты
- Что такое квантовый компьютер
- Квантовые компьютеры в России и мире: как развивается технология | РБК Тренды
- Разработчик квантовых компьютеров IonQ поможет в модернизации энергосистемы США
- Сейчас на главной
Первые в мире: ученые МФТИ добились прорыва в области квантовых компьютеров
| Куквартная химия: что может 16‑кубитный и 20‑кубитный квантовый компьютер | Квантовый компьютер больше напоминает красную ртуть (ссылка) конца ХХ века, нежели реальную перспективную разработку. |
| Российский 16-кубитный квантовый компьютер представил Росатом на Форуме будущих технологий | Но время идет, новости о квантовых компьютерах с завидной периодичностью выходят в свет, а мир все никак не перевернется. |
| В Китае создан 504-кубитный чип для квантового суперкомпьютера. На подходе 1000-кубитный | Последние новости по теме квантовый компьютер: Россия к 2030 году планирует выйти на мировой рынок квантовых вычислений. |
| Миллиарды рублей и почти ноль понимания. Зачем нам квантовый искусственный интеллект | Что такое квантовый компьютер и с кем придется конкурировать России при его разработке? |
| VK будет развивать квантовые вычисления на своей облачной платформе | Проблема в паролях: сегодняшние компьютеры защищаются от своих современников, а на квантовых скоростях подбор любого ключа может стать тривиальной задачей. |
Куквартная химия: что может 16‑кубитный и 20‑кубитный квантовый компьютер
Но время идет, новости о квантовых компьютерах с завидной периодичностью выходят в свет, а мир все никак не перевернется. Современные конструкции квантовых компьютеров часто имеют вид люстры для удовлетворения экстремальных требований к охлаждению. Компания Microsoft совместно с разработчиком квантовых компьютеров Quantinuum сообщила о разработке методологии, которая позволяет значительно снизить частоту появления ошибок при исполнении квантовых алгоритмов. По этой причине квантовые компьютеры, созданные по последнему слову техники, должны быть охлаждены криогенным способом с помощью дорогостоящих и сложных устройств. Квантовый компьютер может выполнять «n» задач в «n» параллельных вселенных и достигать конечного результата.
Миллиарды рублей и почти ноль понимания. Зачем нам квантовый искусственный интеллект
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.
Это делает новый процессор примерно в 241 миллион раз более надежным, чем предыдущая модель. Команда Google в статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv, отметила: «Квантовые компьютеры обещают выполнение задач, выходящих за рамки возможностей классических компьютеров. Мы оцениваем вычислительные затраты по сравнению с улучшенными классическими методами и демонстрируем, что наш эксперимент выходит за рамки возможностей существующих классических суперкомпьютеров». Революционная власть Остается неясным, сколько стоит создание квантового компьютера Google. Несмотря на это, эта разработка, безусловно, обещает революционную вычислительную мощность. Однако той же машине потребовалось бы целых 47,2 года, чтобы сравниться с вычислениями, выполненными новейшим 70-кубитным устройством Google. Квантовое превосходство Многие эксперты в этой области высоко оценили значительные успехи Google. Стив Брайерли, исполнительный директор квантовой компании Riverlane из Кембриджа, назвал продвижение Google «важной вехой».
Теоретически за счет этого и возможно повышение быстродействия как минимум в два раза. 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.
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. Фото Microsoft.
Квантовые компьютеры в России и мире: как развивается технология
Квантовые компьютеры, безусловно, станут новой, прорывной эпохой в области вычислений. Квантовый компьютер больше напоминает красную ртуть конца ХХ века, нежели реальную перспективную разработку. Статья Квантовые компьютеры и сети в России, Российский квантовый центр (РКЦ), Квантовая коммуникационная платформа цифровой экономики, Квантовые технологии "Росатома", Квантовые технологии в РЖД, В ИТМО придумали, как увеличить время жизни.