Первый серийный квантовый компьютер местного производства был доставлен неназванному заказчику более года назад, сообщило издание Министерства науки Китая — газета Science and Technology Daily. Издание назвала это «квантовым скачком» и вхождением Китая в один ряд с США и Канадой в короткий список мировых производителей квантовых вычислителей. Подобное достижение обещает добиться практической ценности от квантовых систем в течение трёх–пяти лет.

24-кубитовая система Wuyuan. Источник изображений: Origin Quantum

Производителем первого серийного квантового компьютера в Китае названа компания Origin Quantum. В своё время мы рассказывали о её разработках. Компания основана в 2017 году двумя физиками из Университета науки и техники Китая (USTC) как ответвление академического учреждения. Тем самым в основе проекта лежат знания и опыт ведущих специалистов в своей области.

Первой «практической» системой Origin Quantum стал 24-кубитовый компьютер Wuyuan. Источник не раскрывает, куда он был отправлен в 2021 году. Платформа использует сверхпроводящие кубиты, хотя в портфеле разработчика есть также процессоры на спиновых (полупроводниковых) кубитах. Кроме того, Origin Quantum создала операционную систему и пакет необходимых для работы квантовых алгоритмов программ, включая доступ к платформе через облачные сервисы.

Также компания обещает в ближайшее время представить более мощный квантовый компьютер Wukong. Ранее сообщалось, что компания работает над 64-кубитовой системой. При всех достижениях Origin Quantum остаётся убыточной компанией и будет таковой ещё как минимум следующие 10 лет, признаются в руководстве. Исследование требуют ежегодных расходов от 15 до 30 млн долларов, тогда как о доходах остаётся только мечтать (продажа одной системы за два года не позволяет жить на свои).

Тем не менее, глава компании ожидает, что практическая и очевидная для простых граждан польза от использования квантовых компьютеров станет видна в течение трёх–пяти лет. Это выразится в разработке новых лекарств, материалов и в других сферах, где классические вычисления уже не справляются с решением задач в приемлемое время.

Занимающаяся разработкой квантовых компьютеров компания IonQ анонсировала открытие «первого специального завода по производству квантовых компьютеров в США», который будет расположен в пригороде Сиэтла. Новое предприятие будет включать как производственные мощности, так и объекты для размещения команды исследований и разработок.

Источник изображения: IonQ

Завод площадью порядка 6000 м² будет расположен в Ботелле — пригороде Сиэтла. Здесь уже имеются предприятия компаний вроде Microsoft, Google, Amazon, Panasonic и Seattle Genetics, а также немало научных структур вроде Университета штата Вашингтон. В кампусе IonQ будет расположен как квантовый дата-центр, так и основные производственные мощности компании в Северной Америке. Предполагается, что в ближайшие годы IonQ создаст тысячи новых рабочих мест.

По словам главы IonQ Питера Чепмена (Peter Chapman), квантовые вычисления станут ключом к решению многих мировых проблем, включая изменения климата, дефицит энергии и проблемы с логистикой. Окрестности Сиэтла десятилетиями были хабом для технических инноваций, кроме того, там имеется немало квалифицированных кадров. Курировать проект будет доктор Дейв Мехюс (Dave Mehuys), один из бывших топ-менеджеров PsiQuantum с многолетним опытом работ в сфере квантовых вычислений.

Анонс стал последним событием в цепочке шагов, предпринимаемых IonQ на северо-западе тихоокеанского побережья США. Известно, что в 2022 году компания совместно с лабораторией Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) Министерства энергетики страны сообщила об организации устойчивых поставок бариевых кубитов для следующего поколения квантовых компьютеров IonQ.

Кроме того, квантовые системы IonQ уже доступны на двух облачных платформах региона — Amazon Braket и Azure Quantum. В прошлом году компьютер IonQ Aria получил имя самого мощного квантового компьютера в мире с показателем #AQ (Algorithmic Qubit), равным 23. В числе компаний и структур, заключивших корпоративные и федеральные контракты на поставку нового оборудования — Airbus, GE, Dow Chemistry, Hyundai Motors, Университет Мэриленда и даже Исследовательская лаборатория ВВС США.

Квантовая запутанность допускает невероятные возможности для передачи состояния частиц на бесконечные расстояния за какие-то мгновения. Это принято назвать телепортацией, хотя в обычном понимании это далеко не так. Тем не менее, учёные научились ставить эксперименты по мгновенной передаче «информации» с помощью запутанных частиц, на чём будет строиться квантовый интернет. Теперь исследователи доказали, что телепортировать можно также энергию.

Источник изображения: Pixabay

Возможность квантовой телепортации энергии около 20 лет назад начал доказывать японский физик Масахиро Хотта (Masahiro Hotta) из Университета Тохоку. В ряде работ за это время он обосновал возможность таких явлений и заложил основу для постановки эксперимента. Опыт поставил другой японец — Казуки Икеда ‪(Kazuki Ikeda‬) из Университета Стоуни Брук в штате Нью-Йорк. В своей работе, которая доступна на сайте arXiv.org, Икеда утверждает, что ему впервые удалось телепортировать энергию с помощью обычного квантового компьютера.

«Мы сообщаем о первой реализации и наблюдении квантовой телепортации энергии на реальном квантовом оборудовании», — сказал он, добавив, что возможность телепортации энергии может иметь глубокие последствия для будущего квантового интернета.

Ключевая идея квантовой телепортации энергии заключается в том, что энергия любой квантовой системы постоянно колеблется. Именно эти естественные колебания энергии можно использовать на квантовом уровне. Энергия не приобретается и не теряется, как показал Масахиро Хотта, она просто передается. Если энергию одной из связанных квантовых частиц можно измерить, то эту же величину (по аналогии с передачей состояния или «информации») можно извлечь из другой связанной квантовой частицы, где бы она ни находилась в этот момент во Вселенной.

Сегодня найти квантовый компьютер для подобного эксперимента не составляет труда. Группа Икеды воспользовалась удалённым доступом к квантовому компьютеру IBM, на котором запустила свой уникальный алгоритм. Алгоритм отработал как задумано и позволил получить согласующийся с теорией Хотта результат. Квантовая телепортация энергии произошла в пределах квантового процессора IBM, но если опыт повторить на какой-либо квантовой сети, которые постепенно развёртываются в США, то учёные ожидают увидеть телепортацию энергии на расстояния многих километров.

Другое дело, насколько это будет значительный перенос энергии, чтобы им можно было воспользоваться из практических соображений? В любом случае, новые данные о квантовом мире позволят больше узнать о мире, в котором мы живём.