Новости про квантовые компьютеры

В своей прошлой сборке компания смогла создать квантовый компьютер на 100 кубитов из нейтральных атомов, поэтому новый компьютер вызывает удивление.

При этом пока уровень ошибок индивидуальных кубитовых операций слишком высок, потому пока не представляется возможным запускать алгоритмы, которые полагаются исключительно на квантовые расчёты с полным доступным числом кубитов. Однако компания уверяет, что быстро развивает свою технологию и улучшает тестовую площадку для работ по коррекции ошибок. Также разработчики сообщили, что запускают параллельное исполнение нескольких меньших алгоритмов, чтобы в конце иметь больше шансов выявления ошибки и получения правильного ответа.

Atom Computing использует систему для собственных нужд, а для общественного использования квантовый компьютер будет доступен со следующего года. Система перешла от массива 10×10 на 35×35 атомов, что в теории означает 1225 атомов.

Как бы то ни было, но сейчас тесты проходят с 1180 кубитами, и это самая большая машина, из доступных в мире. Физически размер массива составляет 100 мкм на сторону, однако общие размеры компьютера достигают 3,5×1,5 м. Внутри этой коробки расположены лазеры, оптика, вакуумная система, необходимая электроника и, конечно, кот. Ни живой, ни мёртвый.

Данное мнение сообщил Петер Руттен, ведущий исследователь в IDC по интенсивным вычислениям. Он опубликовал отчёт, в котором показал, что траты на квантовые вычисления вырастут с 412 миллионов долларов в 2020 году до 8,6 миллиардов в 2027 году.

«Для множества критических проблем классические вычисления иссякнут в следующем десятилетии, и мы увидим, как квантовые вычисления возьмут верх, как новое поколение интенсивных вычислений».

По данным IDC, увеличение затрат на квантовые компьютеры будет стимулироваться необходимостью проведения высокоинтенсивных расчётов, прорывами квантовых вычислений и их зрелостью в качестве сервисной инфраструктуры и рынка платформ. Как пример такого прорыва исследование демонстрирует IBM, которая анонсировала новый квантовый процессор, способный кардинально улучшить квантовые компьютеры и дающий возможность обойти классические в прикладных задачах. Правда, пока такого процессора ещё нет.

По мнению аналитиков, общество потратит миллиарды долларов на квантовые компьютеры, чтобы они стали более доступными для массовой аудитории. Эти траты позволят обойти ограничения нынешних поколений квантовых компьютеров и позволят создать новые условия для применения технологии и даже новые отрасли.

Первичная информация об этом появилась на сайте NASA, однако сейчас оригинальная статья удалена. Согласно приведенным данным, новый квантовый компьютер смог «за 3 минуты и 20 секунд произвести вычисления, требующие около 10 000 лет на современном суперкомпьютере Summit от компании IBM».

Отмечается, что сейчас новый квантовый процессор Google может выполнять лишь один технический расчёт за раз. Поэтому пока о практическом применения говорить слишком рано, для этого понадобятся многие годы дальнейших разработок.

Примечательно, что Джеймс Кларк, директор Intel по разработке квантового оборудования, заявил, что достижение Google стало важнейшим событием в мире квантовой вычислительной техники.

Какова разрядность нового квантового процессора у Google не называется, однако ещё весной прошлого года компания представила 72-кубитовый чип Bristlecone, на который она возлагала большие надежды.

Язык и прочие инструменты будущей технологии объединяют традиционные средства из C# и Python. Таким образом, компания надеется привести работу со сложными машинами на уровень обычного программирования.

Очевидно, Microsoft не хочет пропустить столь важный этап в эволюции вычислительных систем, именно поэтому она решила создать язык, которого на самом деле негде использовать. Этот язык не имеет имени, однако фирма уже строит планы по написанию на нём квантового искусственного интеллекта. Пока в Рэдмонде планируют использовать квантовые системы для обучения Cortana за несколько дней, вместо нынешних месяцев.

Компания также сообщила, что сама занимается разработкой квантового компьютера, и чтобы ускорить инфраструктуру компания создаёт различные программные инструменты для разработчиков и учёных.

Пока коммерческих квантовых компьютеров на рынке нет. Все существующие решения требуют для работы сверхнизкие температуры и пока служат для изучения самих себя. Но если вы всё-таки хотите присоединиться к разработке Microsoft, вы можете записаться на сайте компании.

Первая из машин, о которых идёт речь, это 16-кубитовый процессор, доступ к которому можно получить посредством IBM Cloud. Вторая — это прототип коммерческого 17-кубитового решения, которое как минимум вдвое производительнее, чем доступное общественности решение в IBM Cloud. Этот 17-кубитовый процессор ляжет в основу первой системы IBM Q в раннем доступе.

Система IBM Q — является первым шагом компании по построению коммерчески доступной универсальной квантовой вычислительной системы, которая предназначена для бизнеса и научного применения. Эти системы и сервисы будут доступны посредством платформы IBM Cloud, которую общественность уже более года использует для доступа к квантовым процессорам IBM. На сегодня на платформе проведено более 300 000 квантовых экспериментов.

Поисковый гигант работает над пост-квантовым шифрованием для браузера Chrome. Дело в том, что квантовые компьютеры, использующие эффекты квантовой физики, смогут выполнять вычисления намного быстрее нынешних бинарных систем. Это означает, что современные методы шифрования вряд ли смогут противостоять будущей вычислительной мощи, и нынешние HTTPS подключения окажутся бесполезными. Пока неизвестно, будет ли когда-либо вообще построен квантовый компьютер, способный проводить атаки подобного рода. Тем не менее, инженер Google Мэтт Брэитвэит считает, что сейчас самое время этим озадачиться.

Компания решила эту проблему небольшим рядом соединений между Chrome и серверами Google. Данный способ шифрования тестировался фирмой наряду с существующими мерами безопасности. Если ключ оказывался успешным, то Google говорит, что такое шифрование способно противостоять квантовым компьютерам.

Первый в мире квантовый компьютер 2X расположен в исследовательском центре Амеса, принадлежащем NASA, а эксплуатируется машина специалистами Google. Пока компьютер не готов к запуску игр AAA класса, однако в вычислительных сценариях с 1000 бинарных переменных, квантовый отжиг способен превзойти симуляцию квантового отжига на традиционном оборудовании в 100 миллионов раз. И это цифра может быть знаковой для понимания человеком скорости работы квантовых систем.

И хотя квантовые вычисления помогут учёным во многих областях, его разработка очень нелегка. Джон Мартинис, глава аппаратного подразделения Google отметил: «Я могу сказать, что построение квантового компьютера — это очень, очень тяжело, так что, прежде всего, мы просто хотим заставить его работать и не беспокоимся о цене или размере или чём-то ещё».

Сейчас компьютер D-Wave 2x занимает небольшую комнату, однако в Google отметили, что в былые времена компьютеры весили несколько тонн и занимали огромные помещения, через 40 лет превратившись в компактные высокопроизводительные системы.

По информации самой Intel, фирма вложит в разработку 50 миллионов долларов и предоставит инженерные ресурсы для Университета Технологии Делфта, а также для TNO — голландской организации прикладных исследования. Целью данной работы является усовершенствование квантовых вычислений.

Многие другие компании и организации, такие как Google и NASA, также занимаются развитием квантовых вычислений, отличных от тех, где используется принцип Гейзенберга, и пока не понятно, будет ли эта идея продуктивной.

Также в Intel отмечает, что за квантовыми вычислениями будущее, поэтому она и решила вложиться в производство и архитектурные ноу-хау исследований квантовых компьютеров. Нет сомнений, что для Intel это вопрос выживания компании в отдалённом будущем.  По мнению президента компании, Брайана Крзанича, в будущем вся отрасль будет сражаться за инженеров, которые бы занимались развитием квантовых вычислений. Он отмечает, что создание квантового чипа — очень сложная задача, и для её решения придётся решить огромное число инженерных задач. «Эта [квантовая] неопределённость одновременно многообещающа и ненормально сложна… и, конечно, это невероятно увлекательный вызов для всех, кто любит физику как я. 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».