Теги → квантовый компьютер
Быстрый переход

Австралийская компания представила первую в мире квантовую интегральную схему

Австралийцы сообщили о значительном прогрессе в деле разработки квантовых компьютеров. На основе почти 20-летнего багажа научных работ австралийских коллективов молодая компания из Австралии — Silicon Quantum Computing (SQC) — смогла создать первую в мире квантовую интегральную схему. Чип способен моделировать поведение всего одной молекулы — полиацетилена, но делает это намного лучше классических компьютеров.

 Источник изображения: SQC

Источник изображения: SQC

Компания Silicon Quantum Computing бала создана в 2017 году при участии, в том числе, Университета Нового Южного Уэльса (University of New South Wales, UNSW), учёные которого далеко продвинулись в разработке кремниевых кубитов. На старте Silicon Quantum получила 83 млн австралийских долларов на покупку интеллектуальной собственности австралийского центра квантовых разработок — Centre of Excellence for Quantum Computation and Communications Technology (CQC2T), чем с успехом воспользовалась.

Созданный и произведённый на предприятии в Сиднее квантовый процессор компании SQC — это аналоговое решение для моделирования квантовых состояний молекул. О настоящем квантовом процессоре с возможностью корректировать ошибки компания пока только мечтает. Но даже симулятор молекул обещает прорыв для этой области, когда производство таких чипов будет налажено в коммерческом масштабе.

Квантовый симулятор химических соединений поможет открыть необычные материалы и вещества для фармацевтики и промышленности. Сейчас мы даже не можем представить себе, какими свойствами будут обладать эти материалы, ведь на обычном компьютере подобные расчеты либо невозможны, либо будут длиться годами, столетиями и даже дольше по мере усложнения соединений.

«Это большой прорыв, — сказал основатель SQC, Мишель Симмонс AO (Michelle Simmons AO). — Современные классические компьютеры с трудом справляются с моделированием даже относительно небольших молекул из-за большого количества возможных взаимодействий между атомами. Разработка SQC технологии схем атомного масштаба позволит компании и её клиентам построить квантовые модели для целого ряда новых материалов, будь то фармацевтические препараты, материалы для батарей или катализаторы. Пройдёт совсем немного времени, и мы сможем приступить к реализации новых материалов, которые никогда не существовали ранее».

Для создания первой квантовой интегральной схемы SQC потребовалась реализация трёх отдельных технологий. Во-первых, требовалось создать настолько маленькие атомарного размера элементы, чтобы их энергетические уровни выровнялись, и электроны могли легко проходить через них. Во-вторых, необходимо было реализовать возможность настройки энергетических уровней каждого элемента в отдельности, а также всех элементов вместе, чтобы управлять прохождением квантовой информации.

Наконец, важно было научиться контролировать расстояние между элементами с точностью менее нанометра, чтобы элементы оставались достаточно близко друг к другу, но это не мешало бы квантовому когерентному переносу электронов по цепи. Все три технологические задачи были успешно решены и, как подчёркивают разработчики, это произошло на два года раньше запланированного срока.

Показана работа постквантовой криптографии на российском процессоре Baikal

Российский стартап QApp в ходе Петербургского международного экономического форума (ПМЭФ-2022) продемонстрировал работу алгоритмов так называемой постквантовой криптографии в системе на отечественном процессоре Baikal.

 Источник изображения: pixabay.com / geralt

Источник изображения: pixabay.com / geralt

Постквантовые криптографические алгоритмы основаны на специальном классе математических преобразований, инвертирование которых представляет большую сложность как для классических, так и для квантовых компьютеров. По сути, речь идёт о методах защиты информации, которые будут устойчивы к взлому при помощи квантовых вычислительных систем будущего.

Компания QApp представила на ПМЭФ-2022 пакет специализированного программного обеспечения, адаптированный для работы на компьютере с процессором Baikal-M. Отмечается, что впервые реализованы и протестированы алгоритмы постквантовой криптографии на платформе с архитектурой Arm.

 Источник изображения: pixabay.com / Gerd Altmann

Источник изображения: pixabay.com / Gerd Altmann

«Подобные кейсы практически отсутствуют на российском рынке, однако именно они наглядно демонстрируют высокий показатель готовности российского аппаратного и программного обеспечения к интеграции передовых технологий в индустрию. Мы создали серьёзный задел на пути перехода информационных систем государства и бизнеса на квантово-устойчивые решения», — заявляет QApp.

Как отмечает ТАСС, QApp уже получили сертификат совместимости с устройствами на процессорах Bakal-M: персональными компьютерами, серверными решениями, промышленными системами и сетевым оборудованием.

D-Wave представила прототип квантового компьютера на 7000 кубитов — ускорить разработку помог подход «тик-так» от Intel

Компания D-Wave представила прототип квантового компьютера Advantage 2. Через год–два система начнёт продаваться и в базовой конфигурации обеспечит доступ к 7000 кубитам, тогда как современная система D-Wave Advantage обеспечивает доступ к 5000 кубитам. Ускорить разработку новой системы помог подход компании Intel, известный как «тик-так», когда разработка архитектуры и техпроцесса разнесены по двум разным этапам. И это сработало.

 Источник изображения: D-Wave

Источник изображения: D-Wave

В основе компьютера Advantage 2 лежит новая топология соединения кубитов под названием Zephyr. Она идёт на смену топологии Pegasus. Именно в этой смене лежат значительные улучшения, которые поднимут производительность квантовых платформ канадского разработчика. Топология Pegasus позволяла связать одновременно 15 кубитов, тогда как топология Zephyr связывает одновременно 20 кубитов, что повышает производительность вычислений.

Также увеличение числа одновременно связанных кубитов позволяет уменьшить число входов для данных и сократить цепочки пересылаемых данных. В совокупности это ведёт к снижению числа ошибок и к повышению вероятности получения правильного ответа. Правда, прототип Advantage 2 содержит всего 500+ кубитов и не может пройти полноценное сравнение по производительности с действующей машиной Advantage с 5000 кубитами. Однако ряд тестов подтверждают, что Advantage 2 справляется с задачами быстрее и с меньшей вероятностью ошибок.

Компания D-Wave решила предоставить ранний доступ к прототипу Advantage 2 через собственный облачный сервис. Мотивом для этого стала «быстрая разработка новой платформы», что поможет клиентам компании полноценно встретить новый инструмент в 2023 или 2024 году, когда он поступит в продажу. Ускорить разработку помог переход на широко разрекламированный компанией Intel подход «тик-так», когда внедрение новой архитектуры чередуется с внедрением нового техпроцесса. В D-Wave признались, что переход оправдал себя «с первой попытки».

Остаётся напомнить, что квантовые компьютеры D-Wave опираются на так называемый квантовый отжиг или методику поиска оптимального решения из неупорядоченной выборки данных. Процессоры компании используют полупроводниковые кубиты при сверхнизких температурах. Универсальные квантовые компьютеры на таком принципе не построишь. Для этого предложены схемы с квантовыми вентилями или затворами. В октябре прошлого года D-Wave призналась, что также приступила к разработке универсальной квантовой вычислительной платформы на основе вентилей, но подробностей до сих пор нет. Они могут появиться осенью этого года на конференции Qubits 22. Тогда же компания подробнее расскажет о платформе Advantage 2.

NVIDIA хочет объединить классические и квантовые компьютеры — нужны быстрый интерфейс и удобная модель программирования

NVIDIA продвигает идею объединения элементов квантовых и классических компьютеров для ускорения вычислений. В частности, компания работает над внедрением своих ускорителей вычислений на графических процессорах (GPU) в квантовые системы, а также над упрощением создания квантовых алгоритмов. И сегодня NVIDIA анонсировала новые шаги на этом пути.

Компания NVIDIA некоторое время назад представила набор инструментов cuQuantum, который позволяет моделировать работу алгоритмов для квантовых процессоров на графических процессорах NVIDIA A100, а точнее на их тензорных ядрах. Это упростило вход в мир квантовых вычислений. cuQuantum, в частности, доступна всем желающим в составе облака AWS. Теперь NVIDIA намерена объединить квантовые и классические системы.

Для этого NVIDIA хочет создать интерфейс с малой задержкой, который позволит связать её ускорители вычислений и квантовые процессоры (QPU). Это позволит квантовым компьютерам использовать мощный потенциал параллельных вычислений GPU для решения классических задач. В частности, предлагается задействовать их для оптимизации схем, калибровки и исправления ошибок. Графические процессоры могут сократить время выполнения этих задач и уменьшить задержку при связи между классическими и квантовыми компьютерами, которая является основным узким местом для современных гибридных квантовых систем.

Также NVIDIA считает, что отрасли квантовых вычислений нужна унифицированная модель программирования с эффективными и простыми в использовании инструментами. Сегодня для программирования QPU исследователи вынуждены использовать квантовый эквивалент низкоуровневого ассемблерного кода, что находится за пределами возможностей многих учёных. Кроме того, сейчас нет единой модели программирования и компилятора, которые позволили бы выполнять один и тот же алгоритм на любом QPU.

NVIDIA намерена предложить набор инструментов, который позволит учёным легко воплощать свои квантовые алгоритмы сначала на смоделированных QPU, а затем на реальных. Для этого нужен компилятор, позволяющий работать в обеих средах. Благодаря сочетанию инструментов для моделирования квантовых вычислений на GPU, а также унифицированной модели программирования и компилятора, исследователи получат возможность приступить к созданию гибридных квантовых центров обработки данных, считает NVIDIA.

В России запатентовали новую архитектуру квантового процессора

Группа учёных из Российского квантового центра получила патент на реализацию квантового компьютера на базе кудитов. Речь идёт о квантовых системах, которые могут одновременно находиться в более чем двух состояниях. Об этом пишет издание CNews со ссылкой на одного из соавторов патента, руководителя научной группы «Квантовые информационные технологии» Алексея Фёдорова.

 Источник изображений: Pixabay

Источник изображений: Pixabay

Новая архитектура квантового процессора позволит повысить мощность квантового компьютера на ионах, разработанного в 2021 году. На данный момент аналогичные разработки имеются только в арсенале учёных из США, Китая и Австрии. Действие патента распространяется на территорию России до 2040 года, но учёные планируют подать заявку на международную регистрацию.

Уникальность новой архитектуры заключается в том, что она предполагает использование кудитов, тогда как наиболее распространённая модель вычисления квантовых компьютеров базируется на кубитах (квантовые аналоги битов информации, способные помимо состояний 0 и 1 принимать всевозможные суперпозиции).

«Квантовые системы, в которых мы используем для вычисления атомы, ионы, частицы света, фотоны, позволяют нам кодировать информацию в гораздо большем количестве состояний. В этом состоит идея кудитов — многоуровневых квантовых систем, в которых 3-4 уровня и так далее. Мы придумали архитектуру квантового процессора, которая позволяет оптимально задействовать дополнительные уровни, чтобы имплементировать какой-либо квантовый алгоритм», — пояснил Алексей Фёдоров.

 Руководитель научной группы «Квантовые информационные технологии» Алексей Фёдоров / Источник изображения: CNews

Руководитель научной группы «Квантовые информационные технологии» Алексей Фёдоров / Источник изображения: CNews

Учёные создали два основных способа применения дополнительных уровней в архитектуре. Первый вариант предполагает использование кудита с четырьмя уровнями, который декомпозируют на несколько виртуальных кубитов. Второй вариант предполагает использование дополнительных уровней кудита в качестве промежуточных уровней для хранения информации. Они требуются в ходе квантовых вычислений как буферы для хранения информации, необходимой в ходе вычислений. При этом буфером становятся не отдельные кубиты, а дополнительные уровни внутри одного кудита.

Новая архитектура позволит учёным более плотно кодировать информацию в физических носителях, а также осуществлять реализацию более сложных квантовых алгоритмов. Это позволит повысить вычислительную мощность процессора квантового компьютера, за счёт чего операции будут выполняться быстрее. «Это шаг к дальнейшему масштабированию квантовых компьютеров, шаг к их практическому применению», — уверен господин Фёдоров.

Согласно имеющимся данным, новая архитектура уже опробована учёными Российского квантового центра и Физического института имени П.Н. Лебедева РАН. В конце прошлого года они разработали прототип квантового процессора, работающего на кудитах. Он должен стать основой универсального квантового компьютера с облачным доступом, который планируется построить к концу 2024 года. На его создание «Росатом» планирует выделить 23 млрд рублей до 2024 года.

IonQ представила прикладные квантовые компьютеры нового поколения — они заявлены как самые производительные в мире

Американская компания IonQ представила новые квантовые системы Forte, широкие поставки которых начнутся со следующего года. В новой системе стало ещё больше кубитов, точность работы которых также была повышена. По словам компании, IonQ Forte на сегодня являются самыми производительными квантовыми компьютерами в мире для решения прикладных задач. Квантовое «железо» настраивается под алгоритмы клиента и поэтому максимально оптимизировано.

 Источник изображения: IonQ

Источник изображения: IonQ

Предыдущее поколение квантовых систем IonQ Aria содержат по 20 алгоритмических кубитов. Оценка опирается на собственную метрику компании IonQ. Напомним, производители квантовых систем пока не договорились о единой метрике для измерения производительности и возможностей квантовых компьютеров. Компания IonQ предложила свой вариант в виде подсчёта так называемых алгоритмических кубитов, в основу которого были положены «типовые» алгоритмы, определённые Консорциумом квантового экономического развития (QED-C). По мнению IonQ, алгоритмические кубиты позволяют клиентам с высокой точностью предсказать производительность квантовых систем при выполнении тех или иных вычислений и, тем самым, выбрать для себя оптимальную конфигурацию.

Новое поколение систем IonQ Forte содержит 32 алгоритмических кубита, что более чем на 50 % превосходит возможности предыдущей платформы. Также новая платформа получила оптические системы в виде акустооптического дефлектора (AOD), которые позволяют динамически направлять лазерные лучи, управляющие квантовыми затворами, на отдельные ионы. Системы IonQ опираются на оптические ловушки ионов, в которых лазеры используются для установки и измерения квантовых состояний ионов (кубитов). В системе IonQ Forte улучшенная система управления лазерами способна адресовать до 40 отдельных ионных кубитов, и в настоящее время настроена на использование 31 из них.

 «Стеклянный» квантовый процессор IonQ. Источник изображения: IonQ

«Стеклянный» квантовый процессор IonQ. Источник изображения: IonQ

В целом AOD разработана для минимизации шума и преодоления колебаний в положении ионов, что улучшает точность в длинных цепочках захваченных ионов, а это имеет решающее значение для масштабирования квантовых компьютеров. Кроме того, ключевые параметры, включая конфигурацию кубитов и затворов, могут быть настроены в соответствии с потребностями пользователя, создавая действительно динамичную и гибкую систему. В будущем компания планирует перевести производство квантовых процессоров с кремния на стекло, что удешевит производство и облегчит масштабирование, но это уже другая история.

Учёные предложили идеальный квантовый компьютер — его основой станет охлаждённый до состояния «камня» неон

Учёные значительно разошлись во взглядах на идеальный квантовый компьютер. За его основу предлагают брать сверхпроводящие кубиты, оптические ловушки и атомы (ионы) в различных условиях, а также ловушки для электронов в полупроводниках и не только. Всё это вместе и по отдельности серьёзно изучается свыше 20 лет, но идеального решения как не было, так и нет. Возможно, основой для идеального кубита станет охлаждённый до твёрдого состояния неон.

 Источник изображения: Dafei Jin/Argonne National Laboratory

Источник изображения: Dafei Jin/Argonne National Laboratory

В свежей статье в журнале Nature группа специалистов под руководством Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США объявила о создании новой платформы для формирования кубитов (квантовых битов). За основу платформы учёные взяли чистый нейтральный газ неон, который охладили до твёрдого состояния. Нейтральность и чистота неона гарантировали высочайшую степень помехозащищённости кубита от внешних воздействий и, следовательно, его устойчивость — способность достаточно долго сохранять квантовые состояния.

В качестве собственно кубита учёные использовали электрон. Электрон испускался обычной нитью лампочки накаливания при нагреве и попадал на поверхность охлаждённого неона, где захватывался в ловушку. На изображении выше вольфрамовая нить испускает электроны, которые захватываются (красным) охлаждённым до твёрдого состояния неоном. Схема управляется сверхпроводяшей цепью под кубиком неона. Синим показано квантовое состояние электрона на поверхности неона (волновая функция в представлении художника).

В серии опытов учёные показали, что одиночный электрон на твёрдом неоне достаточно долго сохранял состояние суперпозиции — время когерентности оказалось сравнимо с теми вариантами кубитов, которые находятся в разработке свыше 20 лет. Иными словами, новая платформа на старте показала себя очень и очень перспективной. Другой вопрос: станет ли она основой для идеальных кубитов? На это учёные будут искать ответ в новых исследованиях.

Южнокорейский оператор LG U+ запустил первую в мире PQC-линию, защищённую от взлома квантовыми компьютерами

Принадлежащий LG Electronics южнокорейский мобильный оператор LG U+ объявил о запуске первой в мире линии с «постквантовой криптографией» (PQC), способной защитить пользователей от атаки с помощью квантового компьютера, несоизмеримо более производительного, чем классические неквантовые варианты любого уровня.

LG U+ стала первым оператором в Южной Корее, запустившим PQC-сервис. Как сообщает Business Korea, соответствующая криптографическая технология в теории способна защитить информацию от атаки вычислительной системы даже в 10 млн раз производительнее среднестатистического суперкомпьютера. Она основана на сложных математических алгоритмах, на расшифровку которых уйдут триллионы лет — даже с помощью квантового оборудования.

Специализированная линия использует конфигурируемые оптические мультиплексоры ввода-вывода (ROADM), использующие PQC-технологии. Этот метод позволяет шифровать и дешифровать данные с помощью устойчивых к квантовым вычислениям криптографических ключей при передаче пользователем данных через защищённую линию.

Специализированная линия представляет собой канал, напрямую связывающий телекоммуникационную компанию и клиента. Она является B2B-сервисом и предназначена для компаний и государственных организаций, остро нуждающиеся в быстрой и, главное, безопасной связи.

IonQ и Hyundai Motor будут применять квантовые технологии для классификации изображений и распознавания 3D-объектов

Один из лидеров в области квантовых вычислений, компания IonQ, анонсировала новый проект сотрудничества с Hyundai Motor Company. Проект предусматривает использование квантового машинного обучения для классификации изображений и распознавания трёхмерных объектов транспортными средствами будущего.

 Источник изображения: IonQ

Источник изображения: IonQ

Классификация изображений и распознавание 3D-объектов являются основополагающими шагами для совершенствования транспортных средств, включая автономные автомобили. Вместе компании намерены повысить функциональность подобных систем с помощью более эффективного машинного обучения квантовых компьютеров — те потенциально способны обрабатывать невообразимые объёмы данных, намного быстрее и качественнее, чем классические системы.

IonQ уже добилась больших успехов в классификации 43 типов дорожных знаков с использованием собственных квантовых мощностей, следующим шагом станет комбинация квантового машинного обучения с тестовой средой Hyundai и воспроизведение разнообразных сценариев, возможных в реальном мире.

В рамках проекта IonQ и Hyundai намерены найти квантовым технологиям более широкое применение — например, помимо дорожных знаков, будут распознаваться и трёхмерные объекты вроде пешеходов и велосипедистов. За обработку данных будет отвечать новейший квантовый компьютер IonQ Aria.

Ранее компании уже заключили соглашение, согласно которому IonQ и Hyundai будут использовать квантовые технологии для разработки более производительных, дешёвых и безопасных литиевых аккумуляторов для электромобилей.

Intel объявила о готовности к массовому производству квантовых процессоров на кремниевых кубитах

Компания Intel совместно с нидерландским исследовательским центром QuTech добилась промышленного уровня производства квантовых процессоров на кремниевых кубитах. Прорыв совершён на предприятии компании Intel D1 в Хиллсборо, штат Орегон. Процессоры производятся с использованием классических КМОП техпроцессов на 300-мм подложках с высочайшим уровнем выхода годных чипов — более 95 %.

 Источник изображения: Intel

Источник изображения: Intel

С каждой пластины получается до 10 тыс. квантовых процессоров — этого хватит для удовлетворения любых нужд в новинке. Компания не уточняет, сколько кубитов в составе процессора и как он организован (линейный массив или объёмный). Ранее Intel на заводе D1 в Хиллсборо выпускала процессоры из одного и двух кремниевых кубитов и планировала представить 7- и 17-кубитовые сборки.

Квантовые процессоры Intel и QuTech выпускаются на изотопно-чистых кремниевых пластинах. На роль кубитов выбраны электроны, спины которых (собственный момент импульса) находятся в состоянии квантовой суперпозиции. Спины одновременно ориентированы во всех направлениях и могут быть с определённой вероятностью идентифицированы как 1, 0 и все промежуточные состояния, что экспоненциально ускоряет определённые расчёты.

Компания Intel вместе со специалистами QuTech уже показала способность предложенных партнёрами квантовых процессоров выполнять произвольные алгоритмы, что обещает появление универсальных квантовых компьютеров.

«Квантовые вычисления способны обеспечить экспоненциальную производительность для определённых приложений в области высокопроизводительных вычислений, — сказал Джеймс Кларк (James Clarke), директор по квантовому оборудованию Intel. — Наше исследование доказывает, что полномасштабный квантовый компьютер не только достижим, но и может быть произведён на современной фабрике по производству чипов».

Кубиты из магнитов: учёные показали квантовую связь между двумя крошечными магнитами

Магнетизм уже сыграл свою роль в важнейших открытиях, которые изменили наше общество. Жёсткие диски, МРТ и многое другое, список будет продолжаться и продолжаться. Новое открытие показывает, что магнетизм способен проявлять в нашем мире даже квантовые явления. Поэтому нельзя исключать, что квантовые компьютеры также войдут в перечень достижений, в основе которых лежат магнитные взаимодействия.

 Источник изображения: Yi Li/Argonne National Laboratory

Источник изображения: Yi Li/Argonne National Laboratory

В новом исследовании учёные Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США добились достаточно продолжительной квантовой связи — когерентности — между двумя крошечными магнитными сферами. В проведенном эксперименте было показано, что два макрообъекта продемонстрировали состояние квантовой запутанности, когда обмен взаимодействий между ними происходил мгновенно.

Для демонстрации эффекта связи учёные создали сверхпроводящий контур, который работал как резонатор. В контур поместили две разнесённые на 1 см небольшие магнитные сферы из железо-иттриевого граната (YIG). Сферы были удалены друг от друга на расстояние примерно равное 30 диаметрам. Сверхпроводящий контур (резонатор) обеспечивал сильные взаимодействия между сферами и служил своего рода линией связи между магнитными сферами.

Выбор железо-иттриевого граната был обусловлен тем, что этот синтетический минерал поддерживает возбуждение квазичастиц, называемых магнонами. Эти возбуждения возникают, когда электрический ток генерирует магнитное поле. Созданная в эксперименте связь между магнонами в обеих сферах как раз носила характер квантового взаимодействия и поддерживалась достаточно долго, чтобы дать надежду на появление в будущем кубитов на основе предложенного решения.

«Дистанционная связь магнонов — это первый шаг или почти предпосылка для выполнения квантовой работы с магнитными системами, — сказал автор исследования старший научный сотрудник Аргоннской национальной лаборатории Валентин Новосад,. — Мы демонстрируем способность этих магнонов мгновенно связываться друг с другом на расстоянии».

IonQ заявила о создании самого мощного в мире квантового компьютера

Первое правило любого спора — договориться о терминах. В мире квантовых компьютеров, что касается определения производительности систем, о базовых вещах всё ещё не договорились. Около двух лет назад хорошую попытку сделала компания IBM, предложив измерять производительность в «квантовых объёмах». В 2020 году свою методику предложила компания IonQ. И так вышло, что в терминах компании самый мощный компьютер оказался у неё.

 Изображение ионной ловушки квантового компьюетра компании IonQ. Источник изображения: IonQ

Изображение ионной ловушки квантового компьютера компании IonQ. Источник изображения: IonQ

Разработчик квантовых систем на основе ионных ловушек — компания IonQ — предложила измерять производительность в «алгоритмических кубитах» (algorithmic qubits). Если для нового квантового компьютера компании системы Aria использовать калькулятор алгоритмических кубитов, а не калькулятор квантового объёма IBM (что «почти одно и то же», по словам IonQ), то систему Aria следует считать самым мощным квантовым компьютером в мире с производительностью на уровне 20 алгоритмических кубитов.

Метрика AQ компании IonQ ориентирована на приложения, что делает её полезной для выбора той или иной системы для решения определённых задач. Метрика IBM такой ясности не несёт, давая квантовому компьютеру общую характеристику на основе числа кубитов и возможности их запутывать в системе. Подход IonQ в случае подсчёта алгоритмических кубитов для системы позволяет оценить полезность квантовых компьютеров в реальных условиях.

В метрике IonQ для бенчмарка используется набор алгоритмических эталонов, впервые разработанных Консорциумом квантового экономического развития (QED-C) для оценки количества алгоритмически релевантных квантовых битов (кубитов) в системе. И если в случае других метрик квантовые системы могут быть описаны с использованием невостребованных функций, то в метрике IonQ учитываются те возможности системы, которые будут применяться на практике.

Например, измерение производительности квантовой системы IonQ показывает, что ионные кубиты в ловушках в сочетании с квантовой ОС IonQ являются более точными, чем те, которые используются в квантовых компьютерах конкурентов. В частности, компьютер IonQ Aria способен успешно выполнять квантовые схемы, содержащие более 550 квантовых вентилей, по сравнению со сверхпроводящими системами, которые могут выполнять схемы, содержащие только десятки квантовых вентилей. Это позволяет IonQ значительно превзойти конкурентные системы в практическом использовании квантовых алгоритмов.

Исходя из сказанного выше, новая система IonQ Aria, уже представленная клиентам компании в виде ранних прототипов, показывает наибольшую в мире квантовых компьютеров производительность на уровне 20 алгоритмических кубитов. Это означает, что на 20 кубитах можно выполнить эталонную квантовую схему вычислений (алгоритм), содержащую более 400 операций запутывания вентилей, и ожидать, что результаты будут правильными со значительной точностью. Интересно, кто будет следующий с утверждением, что «аналогов нет»?

Канадский разработчик квантовых компьютеров D-Wave Systems решил выйти на биржу

Спустя почти четверть века после образования канадская компания D-Wave Systems решила выйти на биржу. Квантовые технологии быстро набирают популярность. На этой волне есть шанс сколотить хороший капитал и привлечь средства для дальнейшего развития, включая выход на новые рынки. Привлечённые средства, когда они появятся, D-Wave Systems планирует использовать для продвижения в развивающихся странах.

 Источник изображения: D-Wave Systems

Квантовый компьютер с 5000 кубитов. Источник изображения: D-Wave Systems

Сообщается, что компания не будет размещать свои акции на бирже через процедуру IPO. Вместо этого она воспользуется таким инструментом, как SPAC (Компания по приобретению специального назначения). Это слияние с компанией, специально созданной для слияния с другой частной компанией, которая желает выйти на биржу, минуя процедуру IPO (публичного размещения акций). В качестве такой компании для слияния D-Wave Systems выбрала DPCM Capital.

Сделка оценивается в $1,6 млрд. Слияние обещает привлечь до $340 млн, включая $40 млн от инвесторов в лице PSP Investments, Goldman Sachs Asset Management, NEC Corporation, Yorkville Advisors и Aegis Group Partners. Примечательно, что биржевые аналитики считают текущий отрезок времени неподходящим для выхода на биржу и указывают на негативный опыт ряда компаний, решившихся на такой шаг. Тем не менее, D-Wave Systems уверена в своих действиях и полна оптимизма относительно своего будущего.

Около полутора последних лет D-Wave Systems поставляет на рынок 5000-кубитовую квантовую вычислительную систему Advantage. В январе этого года, например, одна из таких систем установлена в Германии. Квантовые компьютеры D-Wave Systems используют в компаниях Volkswagen AG, Accenture, Lockheed Martin и в ряде других.

Системы D-Wave Systems не могут считаться универсальными квантовыми компьютерами, но они решают задачи оптимизации намного эффективнее классических компьютеров. Они используют принцип так называемого квантового отжига или квантовой нормализации, когда из огромных выборок данных требуется быстро найти группу оптимальных результатов без переборки всего массива. Такие задачи есть, и системы Advantage способны эффективно их решать. Посмотрим, как отреагируют на появление «квантовых» акций биржевые спекулянты. Акции D-Wave Systems после завершения сделки будут торговаться Нью-Йоркской фондовой бирже под индексом «QBTS».

Учёные нашли путь к созданию кубитов с рекордной устойчивостью — их можно сделать из пар элементарных частиц

Учёные обнаружили основу для кубитов с чрезвычайно высокой устойчивостью к помехам. В эксперименте когерентность кандидатов в кубиты превысила 10 секунд, что в два раза больше, чем в случае недавнего рекорда в Аргоннской национальной лаборатории. Возможность сохранять устойчивость квантовых состояний в течение многих секунд означает, что квантовые вычисления можно будет выполнять по сложным алгоритмам — это поможет взламывать шифры и не только.

 Художественное представление кубитов из пар колеблющихся частиц. Источник изображения: Sampson Wilcox/RLE

Художественное представление кубитов из пар колеблющихся частиц. Источник изображения: Sampson Wilcox/RLE

Открытие сделала группа учёных из Массачусетского технологического института (MIT). Теоретически и практически известно, что в ряде многих физических явлений лежат групповые и, в частности, парные взаимодействия элементарных частиц. Например, за явление сверхпроводимости ответственны так называемые куперовские пары, представляющие собой коррелированные пары электронов. Учёные из MIT в ходе изучения поведения пар изотопов калия-40 выяснили, что они при определённых условиях могут находиться в колебательном состоянии суперпозиции. И это состояние сохранялось более 10 секунд — немыслимо большое по современным меркам практических квантовых систем время.

Эффект был обнаружен, когда изотопы охладили до температуры 100 нанокельвинов (-273 °C) и поместили в оптическую решётку, созданную системой лазеров. Выяснилось, что пойманные в оптические ловушки пары частиц (фермионов) двигались синхронно, как если бы они были единой молекулой. При этом в колебаниях проявлялся эффект суперпозиции — они были как встречные, так и одновременно в разные стороны.

По мнению учёных, подобное проявление квантовых свойств — это прямой путь к рекордно устойчивым к помехам кубитам. «Общее и относительное движение каждой пары реализует надежный кубит, защищённый обменной симметрией», — говорится в статье в издании Nature. Впрочем, как этот кубит реализовать для организации вычислений учёные пока не знают, но намерены изучить данный вопрос.

В России создали прототип квантового процессора из пяти сверхпроводниковых кубитов

Московский физико-технический институт (МФТИ) сообщает о том, что российские специалисты провели успешную техническую демонстрацию работы прототипа универсального квантового процессора из пяти сверхпроводниковых кубитов. Показанная схема разработана сотрудниками лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ, а в её основу положена технологическая база Центра коллективного пользования МФТИ.

 Источник изображения: pixabay.com / geralt

Источник изображения: pixabay.com / geralt

Отмечается, что первые образцы процессора были получены ещё в марте 2021 года. Однако исследователям потребовался почти год на решение ряда технологических и измерительных проблем. В результате, в текущем виде решение даёт возможность осуществлять управляемое взаимодействие пар соседних кубитов. Двухкубитные операции реализованы на основе быстрой индивидуальной перестройки частоты (использованы вентили iSWAP с эффективностью более 80 %).

Впрочем, выполнять какие-либо практические задачи с применением предложенного процессора пока невозможно — реализованная квантовая схема требует дальнейшей доработки.

 Источник изображения: pixabay.com / Gam-Ol

Источник изображения: pixabay.com / Gam-Ol

«Нам удалось добиться воспроизводимости кубитов в многокубитной схеме, что подтверждает высокий уровень технологии. Всё это достигнуто, несмотря на существенные ограничения в ключевом технологическом и измерительном оборудовании. Это значимое достижение, которое открывает перспективы дальнейшей работы над квантовыми вычислительными устройствами», — отмечают специалисты.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥