Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Когда «цифра» отдыхает: в США создали процессор для прямой обработки данных на микроволновых частотах
22.08.2025 [14:39],
Геннадий Детинич
С древнейших времён и до наших дней известны удачные примеры аналоговых вычислителей, которые для решения некоторых задач оказываются проще и эффективнее цифровых платформ. Сильнейшая сторона «цифры» — её универсальность. Но, возможно, пришло время создавать специализированные платформы? Этого требует экономия энергии и эффективность, что особенно важно для миниатюрных и интегрированных решений, о чём вспомнили учёные из США. 
Источник изображения: Cornell University Так, исследователи из Корнеллского университета (Cornell University) разработали удивительный микрочип, который они назвали «микроволновым мозгом». Это первый процессор, способный одновременно обрабатывать данные на высочайшей частоте и беспроводные сигналы, используя физику микроволн. Чип представляет собой полностью интегрированную микроволновую нейронную сеть на кремниевой основе. Этот микропроцессор способен выполнять вычисления в области высоких частот в реальном времени для таких задач, как декодирование радиосигналов, отслеживание целей радаром и обработка данных, потребляя при этом менее 200 мВт на частотах в десятки ГГц. Учёные уверены, что эта разработка знаменует собой значительный прорыв в области энергоэффективных вычислений. В отличие от традиционных цифровых процессоров, которые полагаются на синхронизированные по тактовому сигналу пошаговые операции, «микроволновый мозг» использует аналоговое нелинейное поведение в микроволновом диапазоне. Это позволяет обрабатывать потоки данных на частотах в десятки гигагерц, что значительно превосходит возможности большинства цифровых чипов. Архитектура чипа напоминает структуру человеческого мозга: нейронная сеть построена на взаимосвязанных управляемых волноводах, которые распознают шаблоны и обучаются на основе данных. В цифровых системах реализация подобной функциональности потребовала бы чрезвычайно сложной схемотехники, что резко увеличило бы задержки и энергопотребление. Для своих размеров чип демонстрирует высокие показатели: тесты показали 88 % точности при классификации типов беспроводных сигналов с использованием набора данных RadioML2016.10A. Он способен выполнять как простые логические вычисления, так и более сложные задачи — например, определять последовательности битов или подсчитывать двоичные значения в высокоскоростных потоках данных. Благодаря высокой чувствительности к входным сигналам, чип хорошо подходит для задач аппаратной безопасности, таких как обнаружение аномалий в беспроводных коммуникациях на нескольких частотных диапазонах. Исследователи отмечают, что дальнейшее снижение энергопотребления позволит использовать чип в устройствах для периферийных вычислений, таких как смарт-часы или смартфоны, обеспечивая локальную обработку данных без подключения к облачным серверам. Хотя чип пока находится на стадии экспериментальных исследований, учёные оптимистично оценивают его масштабируемость и возможность интеграции с существующими микроволновыми и цифровыми платформами. Работа выполнена в рамках проекта, поддержанного Агентством перспективных оборонных исследований (DARPA). Она ясно подчёркивает потенциал использования физики микроволн для создания компактных, энергоэффективных устройств, которые способны изменить подход к вычислениям и коммуникациям, делая их быстрее и менее зависимыми от облачных технологий. ИИ помог китайцам создать крупнейшие массивы атомов для квантовых компьютеров будущего
14.08.2025 [13:03],
Геннадий Детинич
Китайские ученые сообщили о значительном прорыве в области квантовых вычислений, создав крупнейшие в мире массивы из 2024 атомов рубидия. О работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, рецензенты уже заявили, что это важный шаг в развитии квантовой физики, связанной с атомами. Новая платформа использует искусственный интеллект и оптические пинцеты, благодаря чему способна формировать массивы атомов в 10 раз больше предыдущих. 
Кошка Шрёдингера, нарисованная с помощью 550 атомов рубидия. Источник изображения: University of Science and Technology of China Каждый атом в таком массиве играет роль кубита — базовой единицы квантовых вычислений. Исследование стало продолжением работы группы физиков из Университета науки и технологий Китая (University of Science and Technology of China). В отличие от других подходов к созданию квантовых компьютеров, таких как использование сверхпроводящих цепей или ионов, нейтральные ультрахолодные атомы при масштабировании обладают большей стабильностью и управляемостью. Однако до сих пор системы на основе атомов были ограничены массивами из нескольких сотен элементов из-за медленного процесса их позиционирования, когда каждый атом индивидуально перемещается оптическим пинцетом в виде лазера. Университетская команда совместно с учёными Шанхайской лаборатории искусственного интеллекта разработала систему на базе ИИ, которая с помощью высокоскоростного пространственного модулятора света одновременно перемещает атомы в нужное место. Это позволило создать идеальный массив из 2024 атомов всего за 60 мс, причём время перестановки не зависело от размера массива, что открывает путь к дальнейшему масштабированию числа кубитов. В условиях лаборатории система продемонстрировала впечатляющую точность: операции с одним кубитом выполнялись с точностью 99,97 %, а с двумя кубитами — 99,5 %. Точность определения состояния кубитов достигла 99,92 %, что сопоставимо с результатами, полученными в ведущих мировых институтах. Однако текущая версия системы имеет ограничения: в 3D-моделях атомы можно перемещать только в пределах одного слоя, а размер массива ограничен мощностью и точностью используемых лазеров. Тем самым полученные результаты подчёркивают потенциал технологии, но требуют дальнейших улучшений для создания масштабируемых квантовых компьютеров. Для дальнейшего прогресса учёные планируют разработать более мощные лазеры и высокоточные модуляторы света. Способность идеально упорядочивать десятки тысяч атомов в предсказуемые матрицы может стать основой для создания надёжных квантовых компьютеров в будущем. Этот прорыв подтверждает лидерство Китая в области квантовых технологий и открывает новые горизонты для исследований, направленных на преодоление текущих ограничений и достижение практической реализации квантовых вычислений. Новая статья: Компьютер месяца — август 2025 года
04.08.2025 [01:43],
3DNews Team
Данные берутся из публикации Компьютер месяца — август 2025 года Пентагон заказал разработку аналоговых «мозгов» для дронов и систем автопилота
30.07.2025 [14:57],
Геннадий Детинич
По заказу военных США инженеры и программисты намерены воспроизвести в электронике зрительную систему мозга, чтобы создать новые инструменты искусственного интеллекта для управления автономными системами. Цифровые платформы и нейронные сети показали низкую энергоэффективность в сфере автопилотирования, поэтому для решения подобных задач учёные планируют разработать аналоговую электронику и новые инструменты программирования. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews Контракт на разработку получил Рочестерский университет (University of Rochester). Соглашение заключено с Агентством перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) на сумму $7,2 млн, которая будет выплачиваться в течение последующих 4,5 лет. В рамках проекта исследователи должны создать новую элементную базу и программное обеспечение для реализации так называемого предиктивного кодирования — подхода, основанного на биологических принципах работы человеческого мозга. Сети предиктивного кодирования (predictive coding networks) — это модели в области машинного обучения и нейронаук, основанные на концепции предсказания данных. Согласно этой теории, мозг (или модель) постоянно формирует прогнозы относительно входящих сенсорных сигналов и минимизирует ошибку предсказания, сравнивая ожидаемую и фактическую информацию. В контексте искусственных нейронных сетей такие модели часто используются в задачах компьютерного зрения и обработки естественного языка. Контракт предполагает достижение результата, при котором аналоговая система будет способна распознавать статические цифровые изображения. Если исследователям удастся добиться производительности, сопоставимой с существующими цифровыми решениями, то разработка сможет применяться в более сложных задачах, связанных с восприятием — в частности, в беспилотных автомобилях и автономных дронах. «Исследования нейробиологов показали, что механизм обратного распространения ошибки, лежащий в основе современных нейронных сетей, биологически неправдоподобен – системы восприятия нашего мозга работают иначе, — пояснил Майкл Хуанг (Michael Huang), профессор Рочестерского университета. — Чтобы решить эту проблему, мы задались вопросом: как это делает мозг? Преобладающей теорией стало предиктивное кодирование, предполагающее иерархический процесс прогнозирования и корректировки. Представьте, что вы перефразируете услышанное, сообщаете это говорящему и используете его ответ как обратную связь для уточнения своего понимания». Важно подчеркнуть, что, несмотря на новизну подхода, система будет базироваться на проверенных временем технологиях производства полупроводников. В частности, планируется использовать существующие техпроцессы, такие как комплементарная металл-оксид-полупроводниковая структура (КМОП). Китайские учёные впервые осуществили квантовую телепортацию с записью состояний в твердотельную память
22.07.2025 [18:01],
Геннадий Детинич
Учёные из Нанкинского университета (Nanjing University) впервые создали относительно простую платформу для квантовой связи, которая откроет возможность развёртывания квантового интернета. В диапазоне частот штатного телеком-оборудования для оптоволоконной связи они смогли передать в запутанных фотонах квантовые состояния. Более того, учёные впервые записали квантовые состояния фотонов в твердотельной памяти, что закрепило успех. 
Источник изображения: Nanjing University Сегодня для передачи квантовых состояний в оптическом диапазоне используется сеть доверенных узлов, на каждом из которых запутанные фотоны с закодированными квантовыми состояниями собираются заново. Повторителей и ретрансляторов для этой задачи пока не придумали. Это затрудняет развёртывание как сетей с квантовой криптографией (с передачей квантовых ключей), так и квантовых вычислительных кластеров, поскольку доверенные узлы приходится создавать чаще, чем через каждые сто километров. Разработка китайских учёных обещает радикально решить проблему передачи квантовых состояний на большие расстояния. Представленная учёными платформа состоит из пяти структурных компонентов: один для подготовки входного состояния, другой для генерации запутанных пар фотонов (ЭПР) с помощью интегрированного фотонного чипа, третий для измерения состояния Белла, четвёртый для распределения частот и точной настройки, и пятый — это твердотельная квантовая память на основе ансамблей ионов эрбия. Первые четыре компонента раньше использовались для других экспериментов, а пятая — твердотельная память — реализована впервые. «Квантовая телепортация — это всегда интересный протокол квантовой коммуникации, поскольку он позволяет передавать квантовые состояния, не раскрывая их, — сказал Сяо-Сун Ма (Xiao-Song Ma), глава группы разработчиков. — Для увеличения расстояния передачи состояний в систему квантовой телепортации крайне важно включить квантовую память». Ещё одним ключевым моментом эксперимента стало использование фотонов с «телекомовской» длиной волны. Это означает, что запутанные фотоны могут передаваться по обычным оптическим каналам с помощью стандартного оборудования передачи без развёртывания новых и экзотических сетей. Тем самым квантовый интернет может развиться на готовой инфраструктуре, что станет доступным и экономичным решением. В комплексе китайские учёные продемонстрировали возможность распространять явление запутанности без новой сборки запутанных фотонов. Вместо доверенных узлов запутанные состояния записывались в твердотельную память в групповых состояниях атомов эрбия (по сути — в повторителях). Тем самым запутанность распространялась на большие расстояния, обеспечивая передачу квантовых состояний или квантовую телепортацию на гораздо большие расстояния по волоконной сети. Это нельзя назвать передачей информации — она не передаётся с помощью квантовой телепортации. Но это позволяет установить доверенную связь, а также обеспечить работу кластеров квантовых компьютеров за счёт передачи квантовых состояний и, таким образом, продолжить работу квантового алгоритма на другой платформе, что значительно увеличит мощность квантовых вычислительных платформ. После 30 лет молчания Commodore представила модель C64 Ultimate, совместимую с тысячами старых игр
13.07.2025 [13:32],
Анжелла Марина
Домашний компьютер Commodore 64 спустя 30 лет снова выходит на рынок. Новая модель под названием Commodore 64 Ultimate уже открыта для предзаказа. В отличие от программных эмуляторов, эта версия использует FPGA-чип AMD Artix 7, который, по заявлениям разработчиков, точно воспроизводит оригинальную аппаратную конфигурацию и обеспечивает совместимость с более чем 10 000 игр, картриджей и периферийных устройств 1980-х и 1990-х годов. 
Источник изображений: Commodore Новое руководство компании Commodore, которое возглавил энтузиаст ретро-техники Кристиан Симпсон (Christian Simpson), подтвердило выпуск устройства. Как сообщает Tom's Hardware, в комплект поставки войдёт не только сам компьютер, блок питания и HDMI-кабель, но и руководство пользователя, кассетный накопитель с интерфейсом USB с более чем 50 версиями игр, включая лицензионные и демо-версии, музыку и стикеры. ПК поддерживает загрузку игр по Wi-Fi, но также совместим с оригинальными картриджами, дисководами и даже ЭЛТ-телевизорами (телевизор с электронно-лучевой трубкой).  Commodore 64 Ultimate предлагается в трёх вариантах, отличающихся в основном дизайном. Базовая версия BASIC Beige за $299 выполнена в классическом бежевом корпусе без подсветки.  Модель Starlight Edition за $349 получила полупрозрачный корпус, механическую клавиатуру с прозрачной платой и светодиодную подсветку, реагирующую на звук.  Самая дорогая Founders Edition ($499) дополнена янтарным корпусом, золотым сертификатом, позолоченным жетоном, фирменной футболкой и эксклюзивной нумерацией.  
Источник изображений: tomshardware.com Предзаказы принимаются через собственную краудфандинговую платформу Commodore, а не через Kickstarter или Indiegogo. Покупателям гарантируют полный возврат средств в случае отмены заказа до момента отправки, а после получения — годовую гарантию на оборудование. Отдельно отмечается, что покупка компании, которая, похоже, уже состоялась, хотя финансирование ещё не завершено, никак не повлияет на выпуск Commodore 64 Ultimate. Однако те покупатели, которые предпочитают дождаться официального релиза в октябре–ноябре и, соответственно, ознакомиться с обзорами и отзывами экспертов, смогут приобрести устройство уже по более высокой цене. Глава OpenAI пообещал миру принципиально новый компьютер — современные не подходят для мира с ИИ
09.07.2025 [16:01],
Павел Котов
С развитием генеративного искусственного интеллекта всё более очевидным становится вопрос о том, насколько современные компьютеры подходят для работы с передовыми и новейшими возможностями ИИ. Возможно, пришла пора сделать шаг вперёд, и человечество с радостью воспримет устройство принципиально нового типа, считает гендиректор OpenAI Сэм Альтман (Sam Altman). 
Источник изображения: Dima Solomin / unsplash.com В стремлении закрепить свои успехи в области ИИ компания активно разрабатывает такое устройство, и это будет нечто большее, чем обычный голосовой помощник, заявили в недавнем интервью Сэм Альтман и главный операционный директор OpenAI Брэд Лайткэп (Brad Lightcap). «Сегодня можно создать нечто невероятно плохое [способное только проверять почту и отвечать на неё], но чтобы построить нечто запредельно прекрасное, требуется огромный контекст и глубокое понимание того, что представляет собой каждая ситуация, и это поможет выбрать правильный ответ. Представьте себе, что хотите иметь это под рукой в любой произвольной ситуации. Поэтому я думаю, что это очень перспективное направление для такого оборудования», — отметил господин Лайткэп (цитата по Windows Central). Возможности современных устройств с ИИ действительно ограничены. Одним из передовых решений в мире является Amazon Alexa, но ответственное за выпуск оборудования подразделение компании отнюдь не преуспевает — с 2017 по 2021 год его убыток составил $25 млрд. Более мощная версия голосового помощника Alexa+ доступна по подписке, и сейчас Amazon работает над её обновлением, но не все в компании уверены, что потребители захотят платить за этот сервис — у современного человека и без того достаточно подписок: на онлайн-кинотеатры, музыку, ПО и другие решения. О предчувствии перемен недавно высказался и глава Google Сундар Пичаи (Sundar Pichai): по его мнению, с современными системами невозможно достичь того, чего ждёт общественность в новых реалиях — например, сильного ИИ (AGI). 
Источник изображения: Mariia Shalabaieva / unsplash.com Заявление Пичаи перекликается с позицией Альтмана, который напомнил, что современные компьютеры создавались для мира без ИИ: «Компьютеры, ПО и аппаратная часть, то, как мы представляем себе современные компьютеры, разрабатывались для мира без ИИ. А теперь мы живём в совершенно ином мире, и требования к программному и аппаратному обеспечению меняются довольно быстро». Ранее стало известно, что OpenAI за $6,5 млрд поглотила стартап io бывшего главного дизайнера Apple Джони Айва (Jony Ive) — есть версия, что совместными усилиями они намерены совершить технологический прорыв, по масштабам сравнимый с выходом iPhone в 2007 году. Это поставит OpenAI в один ряд с такими технологическими гигантами, как Microsoft, Google, Apple и Samsung. Сейчас OpenAI прорабатывает несколько идей в этом направлении. «Не хотите просто подождать, удивиться и порадоваться? С тех пор как мир получил компьютер принципиально нового типа, прошло много времени. А давайте попробуем», — предложил Альтман. Потребуется время, чтобы привыкнуть к работе с компьютером в мире, которым управляет ИИ, считает он. Чтобы технологии смогли понять контекст жизни человека и могли от его имени принимать обоснованные решения, придётся научиться доверять этим технологиям. Отечественный квантовый процессор с наибольшим числом кубитов прошёл испытания и готов к масштабированию
01.07.2025 [22:18],
Геннадий Детинич
Учёные из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН опубликовали в журнале «Успехи физических наук» статью о всесторонних испытаниях созданного в России 50-кубитного квантового компьютера на холодных ионах. Это передовая разработка не только в России, но и в мире. Ряд применённых в системе технических решений не имеет аналогов и позволяет запускать квантовые алгоритмы на куквартах — кубитах с четырьмя состояниями. 
Ионная ловушка — сердце 50-кубитного квантового процессора. Источник изображения: ФИАН Российская разработка сравнима с переходом от памяти, записывающей два бита в ячейку, к памяти, записывающей четыре бита. Это не только увеличивает плотность размещения кудитов (кубитов с большим числом поддерживаемых состояний), но и требует более серьёзного подхода к снижению шумов — например, в лазерных импульсах, управляющих кубитами-холодными ионами. Исследователи изначально поставили перед собой более сложную задачу — добиться возможности запуска на квантовой платформе более сложных алгоритмов без увеличения числа физических кубитов — и успешно её решили. Фактически платформа была создана в октябре 2024 года в рамках реализации дорожной карты «Квантовые вычисления», стартовавшей в 2020 году под эгидой Госкорпорации «Росатом». Спустя пять лет задача была выполнена, что зафиксировано в опубликованной научной работе. «На уровне до полусотни кубитов ионные вычислители — наиболее совершенные среди квантовых устройств. При их создании одна из самых сложных задач — научиться делать запутывающие операции, для чего нужно заставить кубиты взаимодействовать друг с другом контролируемым образом. Еще один вызов — увеличение числа кубитов без потери качества и скорости операций. Так, в ходе тестирования были исследованы ключевые характеристики компьютера — достоверность однокубитных и двухкубитных операций, а также время когерентности — согласованной работы кудитов до того, как их квантовое состояние будет разрушено», — рассказал научный сотрудник ФИАН Илья Заливако. Как пояснили специалисты, в российском вычислителе для выполнения квантовых операций используется цепочка из 25 ионов иттербия (¹⁷¹Yb⁺), которые удерживаются лазерами и охлаждаются почти до абсолютного нуля. В таком состоянии кубитами управляют с помощью лазерных импульсов. Квантовые алгоритмы представляют собой последовательности таких воздействий. В ФИАН отметили, что архитектура кудитов выгодна для ряда квантовых алгоритмов, и для её реализации учёные предложили ряд оригинальных научных и технических решений. В частности, был разработан новый способ защиты кудитов от декогеренции. Из-за большей сложности кудиты сильнее подвержены разрушению квантовых состояний, поэтому методы их защиты требуют более сложных подходов. Также были внедрены новые методы охлаждения ионов, фильтрации лазерных шумов и множество других оригинальных решений. Для всестороннего испытания разработки были использованы задачи, которые в будущем позволят выполнять реальные квантовые расчёты. В частности, были реализованы алгоритмы Гровера, предполагающие поиск по неупорядоченной базе данных, произведены расчёты структур нескольких молекул, а также выполнены симуляции ряда динамических систем. Кроме того, специалисты ФИАН одними из первых в мире применили ионный процессор для решения практически полезных задач. Так, в ходе эксперимента была обучена нейросеть, способная распознавать написанные от руки изображения цифр. В будущем такая технология может применяться, например, для быстрого поиска новых эффективных молекул, распознавания лиц, анализа ДНК и множества других задач. «Разработанный в нашем Институте квантовый компьютер — это не просто экспериментальный прототип — это полноценная платформа для проведения исследований и решения задач. Следующий этап развития системы связан с повышением точности операций и времени когерентности. Помимо этого, мы продолжаем изучать новые подходы к использованию кудитов, где являемся одними из лидеров в мире. Также осваиваем подходы к масштабированию устройств и их серийному производству», — отметил директор ФИАН, академик РАН Николай Колачевский. На следующем этапе реализации дорожной карты планируется создание коммерческих квантовых компьютеров. Разработка таких систем потребует компактных решений и высокой степени автоматизации. Серийные квантовые вычислители должны быть более надёжными и не требовать постоянного обслуживания. Учёные заставили цифровой контроллер работать почти при абсолютном нуле — это прорыв для квантовых компьютеров
27.06.2025 [22:02],
Геннадий Детинич
Учёные из Университета Сиднея (University of Sydney) разработали контроллер спиновых кубитов, который способен работать при температуре в несколько милликельвинов. Это почти рядом с абсолютным нулём (-273,15 °C), когда колебания атомов практически затухают. Разработка позволит расположить контроллер рядом со сверхпроводящими кубитами, которыми он управляет, что обеспечит лёгкость масштабирования квантовых компьютеров до сотен тысяч и миллионов кубитов. 
Источник изображения: Fiona Wolf / University of Sydney Современный квантовый вычислитель на сверхпроводящих кубитах немыслим без множества кабелей, которые выходят из криогенной камеры с кубитами. Кубиты должны охлаждаться до температуры, близкой к абсолютному нулю, чтобы их квантовые состояния не нарушались во время запуска программ — это снижает помехи и влияние шума. Однако контролирующую кубиты электронику нельзя поместить внутрь криогенной камеры — электроника просто откажется работать. Полупроводники контроллера потеряют свои рабочие характеристики. Поэтому приходится использовать множество кабелей. Кроме того, электроника выделяет тепло, что разрушит квантовые состояния кубитов, если она будет находиться рядом с ними. Запутанное и многочисленное кабельное хозяйство затрудняет масштабирование компьютеров на сверхпроводящих кубитах. Поэтому вопрос переноса управляющей электроники в камеру с кубитами — это вопрос масштабирования. Так, компания Intel смогла создать контроллеры, которые выдерживают охлаждение чуть ниже 4 К, но этого недостаточно. Дальше всех пошла американская компания SEEQC (Superconducting Energy Efficient Quantum Computing), которая в 2023 году сообщила о разработке CMOS-контроллера, способного работать при охлаждении до 20 мК — это уже значимый результат. Учёные из Австралии не уточняют точные температуры, которых они смогли достичь, но по их словам, это несколько милликельвинов. Разработка оказалась настолько перспективной, что на её основе профессора Университета Сиднея создали сразу три стартапа: Uniii, Emergence Quantum и Diraq. Все они будут коммерциализировать технологию производства сверхтолерантных к охлаждению CMOS-контроллеров для управления сверхпроводящими кубитами. Точнее, речь идёт о спиновых кубитах, которые используют в качестве квантового бита один электрон и управляют его спином. По сути, это обычные транзисторы, в канале которых используется один-единственный электрон. Таких транзисторов можно изготовить миллиард на каждый квадратный сантиметр — и это можно масштабировать до невообразимых пределов. Но с управлением такого массива кубитов всё упирается в пучки кабелей. Поэтому мы снова возвращаемся к переносу управляющей электроники внутрь криогенной системы. Как утверждают австралийцы, у них теперь есть решение. 
Источник изображения: Nature 2025 Более того, в опубликованной в журнале Nature работе исследователи показали, что их CMOS-контроллер не только работает при охлаждении до нескольких милликельвинов, но также выделяет крайне мало тепла — всего 20 нВт/МГц. На примере однокубитовой и двухкбитовой платформы они продемонстрировали, что расположение контроллера на расстоянии 3 мм от квантового процессора не повлияло на кубиты. Время когерентности оставалось примерно одинаковым как с контроллером внутри, который потреблял 10 мкВт, так и с управлением кубитами по кабелям внешним контроллером. «Это даёт надежду на то, что кубитами действительно можно управлять в больших масштабах, интегрируя сложную электронику в [рабочие] условия криогенных температур. В нашей статье показано, что при тщательном проектировании системы управления хрупкие кубиты вряд ли заметят переключение транзисторов в чипе, расположенном на расстоянии менее миллиметра», — резюмируют авторы работы. В Китае придумали, как обмануть Вселенную и создать отказоустойчивый квантовый компьютер
26.06.2025 [13:01],
Геннадий Детинич
Давно известно, что космические лучи способны вызывать ошибки в работе квантовых компьютеров, исправлять которые кратно сложнее, чем в случае классических вычислительных систем. Учёные из Китая доказали прямую связь между лучами из космоса и сбоями в кубитах, предложив способ их компенсации. Самое интересное, что тот же метод можно использовать для изучения космических лучей и даже для поиска таинственной тёмной материи. 
Источник изображения: Nature Communications 2025 Кубиты или квантовые биты отличаются высокой чувствительностью к любым физическим воздействиям — от вибраций до магнитных полей. Прилетающие из космоса частицы и даже гамма-излучение земного происхождения также способны влиять на квантовые состояния кубитов. Для оценки воздействия двух последних явлений учёные из Пекинской академии квантовой информатики в сотрудничестве с коллегами из профильных институтов создали установку, в которой совместили 63-кубитовый сверхпроводящий квантовый процессор и датчики мюонов и гамма-лучей. Датчики были расположены прямо под процессором, что позволило связать попадание частиц в процессор и состояние кубитов. В ходе опытов выяснилось, что примерно раз в 67 секунд кубиты реагировали на мюоны (продукт распада высокоэнергичных космических частиц в атмосфере Земли) и гораздо чаще — на гамма-излучение (фотоны соответствующих частот). В общей сложности 81,6 % всплесков квазичастиц в кубитах были вызваны гамма-излучением, а оставшиеся 18,4 % — мюонами. Следует пояснить, что учёные следили за так называемой зарядовой чётностью кубитов (charge-parity states). Частицы извне разрывали куперовские пары электронов в сверхпроводящем материале кубита, превращая отдельные электроны в квазичастицы. Это вело к изменению чётности заряда в кубите. Точнее, в кубитах возникал всплеск появления квазичастиц в ответ на пролетевшие мюоны или гамма-фотоны, который фиксировали приборы. Это позволило найти чёткую связь между попаданием в квантовый процессор энергичной частицы и сбоем кубита. Обшивка криогенной камеры с процессором и датчиками свинцом снизила влияние гамма-фотонов на сбои кубитов, но мюоны это никак не задержало. По-хорошему квантовые компьютеры придётся прятать глубоко под землю, чтобы добиться отказоустойчивых квантовых вычислений, что не сделает эту технологию массовой. С другой стороны, обнаруженная связь между сбоями кубитов и частицами из космоса поможет создать алгоритмы для коррекции таких ошибок. В крайнем случае, датчики мюонов могут просто отключать сбойные участки квантового процессора. Это усложнит квантовые системы, но позволит работать, не зарываясь под землю. 
Схема эксперимента Исследование подняло важный вопрос, который ставит под сомнение перспективы отказоустойчивых квантовых компьютеров на гипотетических фермионах Майораны. Тем более, что в компании Microsoft утверждают, что у них есть прототип процессора на этих частицах. Вернее, процессор Majorana 1 оперирует квазичастицами, имитирующими поведение фермионов Майораны. Китайские учёные показали связь между космическими частицами и нестабильностью квазичастиц, что требует более пристального внимания к процессору Microsoft и, в целом, к перспективам фермионов Майораны в качестве основы для кубитов. А ведь это главные кандидаты на отказоустойчивые квантовые компьютеры! Важным следствием установки связи между космическими частицами и кубитами стало то, что созданные китайцами установки могут стать детекторами неизвестных физике частиц, включая поиск тёмной материи. Но это будет уже другая история. Найден новый способ поиска простых чисел — теперь RSA-шифрование устоит перед квантовыми компьютерами
21.06.2025 [21:56],
Геннадий Детинич
Издаваемый Национальной академией наук США (NAS) престижный рецензируемый журнал Proceedings of the National Academy of Sciences присудил ежегодно учреждаемую премию Cozzarelli Award группе математиков во главе с исследователем из США Кеном Оно (Ken Ono) из Университета Вирджинии. Кен с коллегами нашли прямую связь между простыми числами — основой RSA-ключей — и уравнениями 1800-летней давности, что стало прорывом в области защиты данных. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews Открытие поможет защитить данные в эпоху квантовых компьютеров, которые скоро начнут угрожать RSA-шифрованию. Сегодня даже самые мощные классические суперкомпьютеры не способны за разумное время факторизовать достаточно большие целые числа — разложить их на простые множители для вычисления ключей шифрования. Потенциально с такой задачей начнут справляться только квантовые компьютеры за счёт явления суперпозиции, когда информация в каждом кубите будет представлена одновременно множеством состояний от 0 до 1, а не одним или другим фиксированным значением. Таким образом, учёным надо научиться находить всё большие простые числа (сейчас самое большое найденное простое число состоит из 41 млн цифр), а также искать иные подходы для определения таковых. Проделанная коллективом Кена Оно работа из таких — они нашли неизвестную ранее взаимосвязь между так называемыми диофантовыми уравнениями и простыми числами. Открытие диофантовых уравнений приписывают математику III века Диофанту Александрийскому. Они могут быть невероятно сложными, но если полученный ответ окажется верным, это означает, что число будет простым. По сути, это новый способ исследования простых чисел, который никогда ранее не использовался. «Простые числа, составляющие основу мультипликативной теории чисел, являются решениями бесконечно многих специальных “диофантовых уравнений” в хорошо изученных статистических разбиениях, — пишут авторы. — Другими словами, целочисленные разбиения позволяют находить простые числа бесконечно многими естественными способами». Проделанная учёными работа могла быть сделана 20, 30 и 80 лет назад, когда стала понятна важность шифрования данных, и в любом случае она бы произвела фурор среди специалистов. Удивительно, до сих пор её никто не делал, подчёркивают авторы исследования и добавляют, что теперь открывается возможность подключить к анализу простых чисел ряд статистических методов. Тем самым RSA-шифрование может получить второе дыхание и ещё окажет сопротивление квантовым компьютерам через пять, десять или больше лет. Крупнейший в мире квантовый компьютер на сверхпроводящих кубитах запущен в Японии
21.06.2025 [13:49],
Геннадий Детинич
В Японии запущен крупнейший в мире квантовый компьютер на сверхпроводящих кубитах. Систему разработали и изготовили компания Fujitsu и институт RIKEN. Над разработкой квантовых вычислителей они работают вместе с 2012 года. В марте 2023 года партнёры представили первый в Японии национальный 64-кубитный квантовый компьютер и обещали увеличить число кубитов до 100 в 2025 году, но превзошли сами себя и собрали систему на 256 кубитах — крупнейшую в мире. 
Источник изображения: Roselyne Min/Euronews Японские инженеры смогли достичь рекордных показателей благодаря новой архитектуре сверхпроводящих квантовых процессоров. Во-первых, они сделали её микрокластерной, организовав кубиты в ячейки по четыре штуки в каждой. Во-вторых, ячейки выстроили не только в ряд, но также в виде многоэтажной или трёхмерной структуры, не забыв при этом решить проблемы теплоотвода. Возросшая плотность размещения кубитов позволила поместить 256-кубитный процессор в корпус прежнего 64-кубитного. Тем самым появился задел для дальнейшего масштабирования квантовых сверхпроводящих процессоров, что специалистами в этой сфере расценивается как наиболее сложная задача при создании имеющего практическую ценность универсального и устойчивого к ошибкам квантового компьютера. Нелишне напомнить, что большинство научных работ доказывают, что имеющий практическую ценность отказоустойчивый квантовый компьютер может быть создан, начиная с платформы с миллионом физических кубитов. Японские исследователи считают, что новая кластерная и трёхмерная архитектура доказывает возможность приблизиться к заветному рубежу в миллион кубитов в пределах разумных объёмов помещений под квантовые системы. Отдельно подчёркивается, что 256-кубитный компьютер Fujitsu и RIKEN достиг той же высочайшей плотности размещения сигнальных и управляющих кабелей, необходимых для работы с кубитами — чтения, программирования и коррекции ошибок, что и квантовые системы Google и IBM. Типичный квантовый компьютер на сверхпроводящих кубитах выглядит как люстра с массой входных и выходных кабелей с высокочастотными разъёмами. Это всё потому, что для работы со сверхпроводящими кубитами для неразрушающего чтения требуются микроволновые (радиочастотные) сигналы. Добавим к этому тщательное экранирование каждого сигнального провода и получаем жгуты кабелей, затрудняющие масштабирование. Выходом может стать перенос контролирующей электроники внутрь криогенной камеры к кубитам, но такое охлаждение полупроводники пока не выдерживают. Это всё в будущем. А пока создаются гибридные платформы, в которых обычные суперкомпьютеры управляют кубитами. Европа, кстати, как отмечает источник, отстаёт от США и Японии в вопросе высокоплотного монтажа интерфейсов для сверхпроводящих квантовых вычислителей. Добавим, 256-кубитный компьютер Fujitsu и RIKEN доступен клиентам через облако во всём мире. Впрочем, доступ, вероятно, ограничен узким кругом клиентов, имена которых держатся в тайне. В любом случае, пока идёт проверка идей и поиск задач, которые квантовые вычислители могут решать на современном уровне своего развития. В новом году Fujitsu и RIKEN обещают представить 1000-кубитовую платформу, что станет новым шагом вперёд к мечте — к универсальному отказоустойчивому квантовому вычислителю, в ряде задач в миллиарды раз превосходящему классические компьютеры. Китай готов к массовому производству суверенных 1000-кубитовых квантовых компьютеров
17.06.2025 [16:37],
Геннадий Детинич
Китайский стартап QuantumCTek из Хэфэя представил универсальный блок контроля и управления сверхпроводящими кубитами. Полностью разработанный в Китае модуль способен управлять 1000 кубитов. Его можно использовать с любой сверхпроводящей квантовой платформой. Система может быть расширена до управления 5000 кубитами, а после значительной модернизации — до 10 000 кубитов. 
Источник изображения: QuantumCTek За плечами инженеров и учёных QuantumCTek разработка и производство блоков управления для ряда национальных квантовых платформ. В частности, на её первой системе был создан квантовый компьютер Zuchongzhi 3.0 («Дзучунчжи-3»), который, согласно предыдущим заявлениям, не уступает передовой квантовой системе Google Willow со 105 сверхпроводящими кубитами. Представленный 16 июня 2025 года блок управления ez-QREngine 2.0 позволит на порядок расшить соответствующую квантовую архитектуру. Блок ez-QREngine 2.0 обеспечивает точную генерацию сигналов, сбор данных и управление квантовыми чипами. Утверждается, что это самый компактный и эффективный продукт такого рода в Китае. Также он более чем в два раза дешевле аналогичных блоков иностранного производства, что делает Китай независимым от импорта в сфере квантовых вычислительных платформ. Для увеличения числа управляемых кубитов разработчик использовал схему прямой радиочастотной выборки и реализовал масштабную тактовую синхронизацию, что позволило снизить уровень шума и повысить согласованность и точность управления. Новая система была официально представлена нескольким исследовательским и промышленным учреждениям, включая Университет науки и технологий Китая и China Telecom Quantum Group. Исследовательская группа планирует сделать её доступной для ряда организаций, предоставив возможность управления более чем 5000 кубитами. По данным компании, это знаменует собой значительный шаг вперёд в усилиях Китая по разработке крупномасштабных сверхпроводящих квантовых компьютеров с исправлением ошибок. По словам Ван Чжэхуэя (Wang Zhehui), заместителя директора Исследовательского центра квантовых вычислений в Аньхое, который также возглавляет исследовательскую группу QuantumCTek, система ez-QREngine 2.0 была протестирована на рекордном для страны 504-кубитном сверхпроводящем квантовом компьютере, где её стабильность и точность были полностью подтверждены. Ван добавил, что команда работает над созданием новой системы управления, предназначенной для 10 000-кубитных систем с поддержкой коррекции ошибок. «Цель состоит в том, чтобы сосредоточиться на ключевых технологиях для обеспечения превосходства квантовых вычислений, коррекции квантовых ошибок и практического применения квантовых систем — что ещё больше укрепит независимую экосистему квантовой индустрии Китая», — отметил он. Основатель Nvidia объявил десятилетие роботов и автономных машин
12.06.2025 [14:29],
Алексей Разин
Поездка генерального директора Nvidia Дженсена Хуанга (Jensen Huang) в Европу сопровождалась не только выступлением на конференции VivaTech 2025, но и раздачей интервью. В одном из них он провозгласил текущее десятилетие периодом роботов и автономных машин, а на самом мероприятии неожиданно заявил о прогрессе в разработке квантовых компьютеров. 
Источник изображения: Nvidia Стоит напомнить, что ещё в январе текущего года он же утверждал, что практически применимые квантовые компьютеры появятся лишь несколько десятилетий спустя. Минуло от силы пять месяцев, а глава и основатель Nvidia уже считает, что разработка квантовых компьютеров близится к переломному моменту, а сами они быстро становятся более мощными, производительными и стабильными. Уже в ближайшие несколько лет, по словам Хуанга, это позволит привлечь квантовые компьютеры к решению очень интересных задач по всему миру. Сама Nvidia тоже готовится к этому моменту, адаптируя вычислительные системы на основе Grace Blackwell 200 к работе с алгоритмами, присущими квантовым компьютерам. В сфере ИИ подобные гибридные системы позволят добиться существенного прогресса, по мнению основателя компании. «Как и в случае с законом Мура, я готов рассчитывать на увеличение количества логических кубитов в десять раз каждые пять лет, и увеличение количества логических кубитов в 100 раз каждые десять лет», — сформулировал свой прогноз основатель Nvidia. На полях конференции VivaTech Дженсен Хуанг также успел пообщаться с представителями CNBC, сделав сделав ещё одно важное заявление: «Текущее десятилетие станет эпохой автономного транспорта, роботов и автономных машин в целом». Не секрет, что сама Nvidia уже многие годы стремится расширить своё присутствие в сфере промышленной автоматизации, робототехники и автомобильной электроники. Это кропотливая работа, приносящая финансовую отдачу лишь в долгосрочной перспективе, однако у компании хватает терпения год за годом создавать новые решения для этих отраслей. Тем более что её облачная вычислительная инфраструктура способна ускорить решение всех перечисленных задач. Аппаратные и программные компоненты для систем автопилота Nvidia находят всё более широкое применение в транспортных средствах, испытываемых и предлагаемых на рынках США и Китая, а вот Европа в этом отношении пока отстаёт. Великобритания, тем не менее, со следующего года разрешит эксплуатацию беспилотных автомобилей на своих дорогах. Uber и Wayve начнут их испытания в регионе уже весной 2026 года. |
© 1997—2025 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
