Сегодня 14 июня 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

В России запустили самый точный отечественный квантовый процессор

Учёные из научно-образовательного центра «Функциональные микро/наносистемы», созданного на базе МГТУ им. Н.Э. Баумана и Всероссийского научно-исследовательского института автоматики (ВНИИА) им. Н.Л. Духова, запустили сверхпроводниковый квантовый процессор, показавший самую высокую точность операций среди отечественных устройств. Его характеристики сопоставимы с достижениями ведущих мировых разработчиков квантовой техники.

 Источник изображений: пресс-служба МГТУ им. Н. Э. Баумана

Источник изображений: пресс-служба МГТУ им. Н. Э. Баумана

Согласно имеющимся данным, точность выполнения на новом устройстве простых однокубитных алгоритмов составила 99,76 %, а более сложных двухкубитных — 99,11 %. Достигнутые результаты являются рекордными для российской науки и вполне сопоставимы с лучшими достижениями зарубежных разработчиков. Например, самый современный квантовый процессор IBM Torino 133 с архитектурой Heron R1 показывает среднюю точность двухкубитных операций 99,14 %, что незначительно лучше результата российского аналога.

Напомним, квантовые процессоры представляют собой устройства, использующие принципы квантовой физики для обработки информации. Вычислительные операции реализуются с помощью частиц в состоянии суперпозиции, т.е. они могут находиться в нескольких местах или проявлять несколько свойств одновременно. Это даёт возможность осуществлять проведение множества параллельных операций, что повышает скорость расчётов и снижает задействованные для этого вычислительные мощности. При этом результаты квантовых вычислений носят вероятностный характер.

Новый квантовый процессор называется Snowdrop 4Q. Система состоит из чипа на основе четырёх кубитов, модулей считывания их сигналов с параметрическими криоусилителями и блоков управляющей электроники. Полученные характеристики квантового процессора позволили впервые в РФ реализовать серию сложных алгоритмов, состоящих из сотни квантовых логических операций. Помимо прочего, была смоделирована намагниченность материала (модель Изинга), решено уравнение теплопроводности и реализован квантовый алгоритм для решения систем уравнений.

«Лучшее испытание для процессора — это запустить на нём сложный алгоритм с использованием всех имеющихся кубитов, что мы и сделали. Непосредственно калибровка и полная характеризация квантовой системы — сложный процесс, и над ним мы работали последние три месяца. Точности логических операций, которых достиг наш чип, позволили провести целую серию операций, направленных на решение практических задач ФГУП ВНИИА», — рассказал ведущий разработчик квантовых процессоров Научно-образовательного центра Никита Смирнов.

Он также сообщил, что в рамках проведённых экспериментов учёные опробовали свой метод смягчения ошибок, в основе которого нейросетевое обучение. Для оценки результатов, полученных с помощью Snowdrop 4Q, исследователи запустили те же алгоритмы на 127-кубитном чипе IBM Eagle в облачном доступе. В итоге точности отечественного процессора подтвердились на более мощном американском аналоге.

 Результат выполнения алгоритма HHL

Результат выполнения алгоритма HHL

Научный руководитель ВНИИА Александр Андрияш рассказал, что команда исследователей разрабатывает и реализует ряд практически значимых квантовых алгоритмов, которые позволят ускорить процесс решения важных задач для физического моделирования. «Мы достигли знакового результата, к которому шли почти три года — от разработки эффективного квантового алгоритма до его запуска на квантовом «железе». В итоге мы убедились в том, что наш подход работает и, более того, прокладывает путь к созданию практически полезного вычислителя. В планах — дальнейшее улучшение уже серийных технологий изготовления квантовых устройств и увеличение количества кубитов с повышением точности квантовых операций», — рассказал Александр Андрияш.

 Результаты расчетов динамики цепочки Изинга на процессорах Snowdrop 4Q и IBM

Результаты расчетов динамики цепочки Изинга на процессорах Snowdrop 4Q и IBM

Учёный уточнил, что представленная разработка представляет собой сопроцессор для классического компьютера. С его помощью удастся решить наиболее трудные для традиционной микроэлектроники подзадачи. Также известно, что чипы изготовлены по воспроизводимой технологии Научно-образовательного центра, что позволит развивать мощности уже созданного вычислительного комплекса, а также сделает возможным серийное изготовление новых квантовых компьютеров, ориентированных на конкретные технические проекты.

 Результаты характеризации квантового процессора Snowdrop 4Q

Результаты характеризации квантового процессора Snowdrop 4Q

«Результаты, полученные учёными, по сути, означают, что в нашей стране создан независимый, работоспособный, пусть и небольшой, квантовый компьютер. Это даёт возможность отечественным науке и промышленности решать задачи, используя квантовые вычисления, на собственной технологической базе, что позволяет прогрессировать вне зависимости от международной обстановки», — считает профессор кафедры атомной физики, физики плазмы и микроэлектроники МГУ Николай Кленов. По его мнению, уже в скором времени квантовые процессоры станут обязательной частью инфраструктуры любого суперкомпьютера. Такой подход позволит в значительной степени расширить функциональность вычислительных комплексов и обеспечить прорывы в материаловедении, ядерных технологиях, высокоточной микроэлектронике и др.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новая статья: Pipistrello and the Cursed Yoyo — замечательное приключение с ноткой ностальгии. Рецензия 6 ч.
Epic Games продолжает борьбу против читеров в Fortnite — студия подала в суд на разработчика и продавцов программ Sincey Cheats и Vanta Cheats 6 ч.
Чемоданный ИИ: в Китае придумали, как обучать модели на чипах Nvidia, которые нельзя ввезти в страну 7 ч.
«Хотим создать нечто действительно особенное»: Heroes of Might & Magic: Olden Era не выйдет в раннем доступе летом 8 ч.
Techland пообещала не бросать Dying Light 2 Stay Human из-за Dying Light: The Beast — у студии ещё «много очень и очень крутых идей» для игры 8 ч.
Несмотря на громкие провалы, Sony всё ещё нацелена на создание «разнообразных и устойчивых» игр-сервисов 11 ч.
Гейминг на Mac вышел на новый уровень: Steam наконец получил нативную поддержку процессоров Apple 11 ч.
Агрессивный план отменяется: Sony продолжит «очень вдумчиво» переносить эксклюзивы PlayStation на ПК 11 ч.
Meta AI показывает всем чужие переписки с интимными подробностями — формально с согласия самих пользователей 16 ч.
Симулятор RoadCraft от авторов MudRunner и SnowRunner показал один из лучших запусков в истории Focus Entertainment 17 ч.
Oracle пообещала построить больше облачных ЦОД, чем все конкуренты вместе взятые 5 ч.
Робопсы Boston Dynamics станцевали в шоу «Америка ищет таланты» — один из них не справился с страхом сцены 5 ч.
И нашим, и вашим: Talen всё-таки поставит 1,92 ГВт энергии с АЭС дата-центрам AWS, но опосредованно 6 ч.
Закат эпохи DDR4: Micron объявила о прекращении выпуска устаревшей памяти 6 ч.
Новозеландцы продали США первый космоплан для суборбитальных полётов 8 ч.
Раскол Intel — вопрос времени: аналитики не верят, что компания справится с кризисом без разделения 8 ч.
Intel отправила на пенсию свои первые настольные и мобильные видеокарты Arc 9 ч.
Сделка Synopsys и Ansys на $35 млрд под угрозой — Китай отложил её одобрение 11 ч.
Intel анонсировала новую волну увольнений — в июне работы лишатся сотрудники Intel Foundry 11 ч.
Скидки сработали: iPhone стал самым продаваемым смартфоном в Китае 12 ч.