Автор Тема: Квантовые вычисления  (Прочитано 13086 раз)

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9575
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Квантовые вычисления
« Ответ #40 : Май 23, 2018, 22:40:24 »
История квантовых компьютеров: на грани технологий

Почему создание квантового компьютера так важно, и почему оно связано с пределом развития современных технологий?

Почему современные ученые говорят о пределе развития технологий, и почему квантовые компьютеры могут разрешить эту проблему? Как они устроены, в чем их особенность и зачем они вообще нужны? Где лежит предел развития технологий? И можно ли его избежать? В таком свете квантовые компьютеры представляют большой интерес. Обо всем этом вы узнаете из ролика, озвученного и переведенного студией Vert Dider.


Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9575
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Квантовые вычисления
« Ответ #41 : Июнь 27, 2018, 12:28:39 »
До 5 пластин в неделю: Intel наладила выпуск квантовых процессоров на спиновых кубитах

Компания Intel опубликовала пресс-релиз, в котором сообщила о начале проведения экспериментов с квантовыми кремниевыми процессорами на спиновых кубитах. В документе говорится, что выпущен самый миниатюрный в мире кремниевый спиново-кубитовый чип с одним кубитом. Роль кубита играет одиночный электрон (его спин может считаться, как в положении 1, 0, так и в суперпозиции). Ловушка для электрона в ширину около 50 нм. Её без электронного микроскопа не разглядеть. Зато "проводную" обвязку ловушки, которая соединяет кубит с другими кубитами и управляющей электроникой, видно невооружённым взглядом.


Однокубитовый чип на спиновом кубите на фоне карандашной резинки (фото: Intel)

Спиново-кубитовые чипы выпускаются на заводе D1D Fab компании в Орегоне — там же и на том же оборудовании, где и которое выпускает обычные процессоры Intel. В этом компания видит своё предназначение в истории развития квантовых вычислительных систем. Она намерена с выпуска обычных процессоров перейти на производство кремниевых квантовых процессоров не меняя или не сильно меняя технологические процессы. С учётом малых размеров ловушки, на срезе человеческого волоса, утверждают в компании, можно разметить до 1500 спиновых кубитов. Это отличные перспективы масштабирования.


Он же крупным планом

В пресс-релизе компания не стала публиковать каких-либо подробностей о разработке. Ранее сообщалось, что для производства квантовых процессоров на спиновых кубитах используются изотопно чистые кремниевые пластины. Скорее всего, речь идёт об одном и том же. Чуть больше о разработке рассказал глава "квантовой" группы компании Джим Кларк (Jim Clarke) в интервью изданию IEEE Spectrum. Интервью месячной давности, но опубликовано оно 8 июня явно к свежему анонсу Intel.


Пластина с процессорами на спиновых кубитах (чипы нарезаны на фото выше и справа), а слева сверхпроводимые кубиты в упаковке Tangle Lake (фото: Amy Nordrum, IEEE Spectrum)

Итак, по словам технического руководителя Intel, каждую неделю компания выпускает около пяти 300-мм пластин с процессорами на спиновых кубитах. Это кажется мизерным количеством, но в пересчёте на "кубиты" по объёму производства никто в этом мире не сравнится с Intel. Чипы выпускаются в виде 3-, 7-, 11- или 26-кубитных сборок (откуда тогда в пресс-релизе появилось упоминание об 1-кубитном чипе, непонятно). Чипы на спиновых кубитах уже поставляются для экспериментов научным партнёрам компании, в частности — в институт QuTech. Последний уже отметился научной публикацией, в которой рассказал о произвольно программируемой спиновой 2-кубитовой системе.

Следует напомнить, что Intel также разрабатывает направление сверхпроводящих кубитов и выпускает семейство квантовых процессоров Tangle Lake с числом кубитов до 49 штук. Эта технология отличается от спиновых кубитов и не может масштабироваться так же хорошо, как на единичных ловушках электронов. По мнению Intel, сверхпроводимые кубиты могут достичь 1000 штук на процессор, тогда как спиновые кубиты могут достигать миллионов штук на процессор.

Также имеется разница в обвязке этих двух решений, в архитектуре "компьютеров" на их основе и в рабочих температурах. Процессоры Tangle Lake позволяют строить квантовые компьютеры вокруг них, а процессоры на спиновых кубитах — внутри них. Процессоры Tangle Lake, как и другие решения на сверхпроводящих кубитах, не могут считаться чем-то абсолютно новым и изучаются в виде квантовых вычислителей уже лет 10 или около того. Системы на спиновых кубитах очень молоды и эксперименты с ними охватывают связь всего двух кубитов.

Сейчас в Intel разрабатывают архитектуру процессоров на спиновых кубитах и изучают вопросы создания управляющей электроники, способной функционировать при температуре около 1 K. Процессоры Tangle Lake вынуждены работать при температуре много меньше — около абсолютного нуля (до 20 мК). Для сверхнизких температур это очень большая разница при организации систем охлаждения. Спиновые кубиты потребуют менее сложную установку для создания рабочих температур. В конечном итоге в компании ожидают, что обе технологии сольются в одну. Произойдёт это через 5-10 лет. Может позже.

Источник: Overclocker.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9575
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Квантовые вычисления
« Ответ #42 : Июль 04, 2018, 14:02:08 »
Росатом планирует создать 100-кубитный квантовый компьютер

Как отметил глава госкорпорации Алексей Лихачев, квантовый компьютер - это "технология завтрашнего дня


Премьер-министр РФ Дмитрий Медведев и глава Росатома Алексей Лихачев
© Дмитрий Астахов/пресс-служба правительства РФ/ТАСС


Госкорпорация "Росатом" намерена в ближайшие годы создать 100-кубитный квантовый компьютер, сообщил премьер-министру РФ Дмитрию Медведеву глава госкорпорации Алексей Лихачев.

Председатель правительства поинтересовался у руководителя Росатома тем, как идут работы по созданию квантового компьютера. "Это сейчас, как принято говорить, мейнстрим в научном мире", - пояснил Медведев, добавив, что к этой теме "приковано внимание большого количества научных школ".

Лихачев напомнил, что работа по созданию квантовой компьютерной техники началась в 2009 году. "Наша цель на сегодняшний день - выйти в ближайшие годы на 100 кубит, причем с технологией коррекции ошибок", - подчеркнул он. Лихачев полагает, что "эта разработка точно войдет в число топовых мировых". "Работа такая идет, для нас это определенная амбиция", - сказал глава Росатома, назвав квантовый компьютер "технологией завтрашнего дня".

Говоря о развитии "технологий сегодняшнего дня", он отметил, что Росатом развивает программу суперкомпьютеров, которые внедряются на производственных площадках. "У нас развивается пилотный проект с Татарстаном по размещению наших разработок цифрового предприятия", - привел пример Лихачев. По его словам, еще один проект - "Умный город" - реализуется в Сарове.

"Мы активно работаем по продвижению нашей интеллектуальной собственности за рубежом, динамика получения патентов иностранных государств увеличилась к 2016 году на 38%, она выше показателей, заложенных в госпрограмму [развития атомного энергокомплекса]", - констатировал Лихачев.

Он выделил еще одно направление работы Росатома. "В госкорпорации этот год объявлен годом науки, мы перезагружаем отрасль с точки зрения кадров, наличия больших социальных лифтов", - отметил Лихачев. По его словам, госкорпорация работает с заявками молодых исследователей, около 200 проектов получат финансирование Росатома. Также научно-исследовательская программа делается вместе с Российским научным центром "Курчатовский институт". "Создан венчурный фонд, мы уже направили в него 3 млрд рублей, он открыт к участию в нем других компаний и предприятий, надеемся эту сумму увеличить", - доложил руководитель Росатома.

Источник: ТАСС

Оффлайн john

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11844
  • Репутация: +23/-16
    • http://jowel.ru
    • E-mail
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Квантовые вычисления
« Ответ #43 : Сентябрь 07, 2018, 21:48:51 »

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9575
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Квантовые вычисления
« Ответ #44 : Сентябрь 09, 2018, 01:08:36 »
Квантовые компьютеры: принципы работы

Специалисты предсказывают, что вскоре на смену обычным компьютерам придут квантовые, по мощности превосходящие современные вычислительные системы в несколько раз. Но что же из себя представляют квантовые компьютеры?

По прогнозам экспертов уже совсем скоро, лет через 10, микросхемы в компьютерах достигнут атомных измерений. Представляется логичным, что грядет эпоха квантовых компьютеров, с помощью которых скорость вычислительных систем может повыситься на несколько порядков.

Идея квантовых компьютеров сравнительно нова: в 1981 году Пол Бениофф впервые теоретически описал принципы работы квантовой машины Тьюринга.

В 1930-х Алан Тьюринг впервые описал теоретическое устройство, представляющее собой бесконечную ленту, разделенную на маленькие ячейки. Каждая ячейка может содержать в себе символ 1 или 0, или же остается пустой.

Управляющее устройство перемещается по ленте, считывая символы и записывая новые. Из набора таких символов составляется программа, которую машина должна выполнить.

В квантовой машине Тьюринга, предложенной Бениоффом, принципы работы остаются теми же, с той разницей, что как лента, так и управляющее устройство находятся в квантовом состоянии.

Это значит, что символы на ленте могут быть не только 0 и 1, но и суперпозициями обоих чисел, т. е. 0 и 1 одновременно. Таким образом, если классическая машина Тьюринга способна одновременно исполнять лишь одно вычисление, то квантовая занимается несколькими вычислениями параллельно.

Сегодняшние компьютеры работают по тому же принципу, что и нормальные машины Тьюринга – с битами, которые находятся в одном из двух состояний: 0 или 1. У квантовых компьютеров таких ограничений нет: информация в них зашифрована в квантовых битах (кубитах), которые могут содержать суперпозиции обоих состояний.


Работа над частью квантового компьютера D-Wave 
©D-Wave Systems


Физическими системами, реализующими кубиты, могут быть атомы, ионы, фотоны или электроны, имеющие два квантовых состояния. Фактически, если сделать элементарные частицы носителями информации, с помощью них можно построить компьютерную память и процессоры нового поколения.

Благодаря суперпозиции кубитов квантовые компьютеры изначально рассчитаны на выполнение параллельных вычислений. Этот параллелизм, по мнению физика Дэвида Дойча, позволяет квантовым компьютерам выполнять одновременно миллионы вычислений, в то время, как современные процессоры работают лишь с одним единственным.

30-кубитный квантовый компьютер по мощности будет равен суперкомпьютеру, работающему с производительностью 10 терафлопс (триллион операций в секунду). Мощность современных настольных компьютеров измеряется всего лишь гигафлопсах (миллиард операций в секунду).

Другое важное квантовомеханическое явление, которое может быть задействовано в квантовых компьютерах, называется «запутанностью». Основная проблема считывания информации из  квантовых частиц заключается в том, что в процессе измерения они могут изменить свое состояние, причем совершенно непредсказуемым образом.

Фактически, если считать информацию с кубита, находящегося в состоянии суперпозиции, получим лишь 0 или 1, но никогда не оба числа одновременно. А это значит, что вместо квантового, мы будем иметь дело с нормальным классическим компьютером.

Чтобы решить эту проблему, ученые должны использовать такие измерения, которые не разрушают квантовую систему. Квантовая запутанность предоставляет потенциальное решение.

В квантовой физике, если приложить внешнюю силу к двум атомам, их можно «запутать» вместе таким образом, что один из атомов будет обладать свойствами другого. Это, в свою очередь, приведет к тому, что, например,  измеряя спин одного атома, его «запутанный» близнец сразу примет противоположный спин.

Такое свойство квантовых частиц позволяет физикам узнать значение кубита, не измеряя его непосредственно.

В один прекрасный день квантовые компьютеры могут заменить кремниевые чипы, подобно тому, как транзисторы пришли на смену вакуумным трубкам. Однако современные технологии пока еще не позволяют строить полноценные квантовые компьютеры.


Сборка процессора квантового компьютера D-Wave Two
©D-Wave Systems


Тем не менее, с каждым годом исследователи объявляют о новых достижениях в области квантовых технологий, и надежда, что когда-нибудь квантовые компьютеры смогут превзойти обычные, продолжает крепнуть.

1998

Исследователям из Массачусетского технологического института удалось впервые распределить один кубит между тремя ядерными спинами в каждой молекуле жидкого аланина или молекулы трихлороэтилена. Такое распределение позволило использовать «запутанность» для неразрушающего анализа квантовой информации.

2000

В марте ученые из Национальной лаборатории в Лос Аламосе объявили о создании 7-кубитного квантового компьютера в одной единственной капле жидкости.

2001

Демонстрация вычисления алгоритма Шора специалистами из IBM и Стэнфордского университета на 7-кубитном квантовом компьютере.

2005

В институте квантовой оптики и квантовой информации при Иннсбрукском университете впервые удалось создать кубайт (сочетание 8 кубитов) с помощью ионных ловушек.

2007

Канадская компания D-Wave продемонстрировала первый 16-кубитный квантовый компьютер, способный решать целый ряд задач и головоломок, типа судоку.

С 2011 года D-Wave предлагает за $11 млн долларов квантовый компьютер D-Wave One с 128-кубитным чипсетом, который выполняет только одну задачу – дискретную оптимизацию.

Источник: Naked Science

 

Последние сообщения на форуме:

[Мир программного обеспечения] Re: Формат MP3 свободен от патентов от Новичёк Сегодня в 18:20:11
[Мир программного обеспечения] Формат MP3 свободен от патентов от LesonElade Сегодня в 16:48:45
[Кинематограф] Фильм Бондарчука "Обитаемый остров" от Architectsam Сегодня в 15:22:49
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сегодня в 13:22:35
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сегодня в 13:19:31
[О разоблаченных шарлатанах и созданных ими "учениях"] Re: Разоблачение шарлатанов от Новичёк Сегодня в 13:13:30
[Наука] Сегодня отмечают День Ньютона от KomlevaSV Сегодня в 06:23:58
[Windows. Обмен опытом] Если бы антивирусы были Армиями от LesonElade Сегодня в 02:47:13
[Форум Oscar] Re: Видео Вера Просветление Знанием 2 t t t от Новичёк Сентябрь 22, 2018, 21:27:38
[Форум Oscar] Видео Вера Просветление Знанием 2 t t t от LesonElade Сентябрь 22, 2018, 18:03:45
[Кинематограф] "Мы из будущего" от Architectsam Сентябрь 22, 2018, 12:33:20
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 22, 2018, 00:09:55
[Беседка] Старость... Какая она? от Новичёк Сентябрь 22, 2018, 00:08:01
[Политика] Re: Информационная безопасность от Новичёк Сентябрь 21, 2018, 16:22:45
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 21, 2018, 16:19:27
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 20, 2018, 23:32:58
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 20, 2018, 23:29:43
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 20, 2018, 23:27:51
[Экономика] Бизнес и благо России от Новичёк Сентябрь 20, 2018, 23:10:42
[Кинематограф] Фильмы - в наказание от Новичёк Сентябрь 20, 2018, 23:03:32
 Rambler's Top100