Традиционные компьютеры на помойку?

Неспроста местом объявления плодов своей деятельности Джон Мартинис выбрал именно эту конференцию. В мероприятии принимают участие очень влиятельные люди из IBM и Intel, среди докладчиков был и представитель Гарвардского университета Михаил Лукин.

Итак, квантовые компьютеры служат процессу ускорения решений множества математических задач. В своей работе техника применяет исключительные свойства частиц квантовой природы. Так, числа легко раскладываются на простые множители или проходит моделирование химических соединений. В подобных задачах квантовый компьютер даст огромную фору традиционному. Есть, конечно, «но» — база, необходима новая научно-инженерная база.

Все мы знаем, что такое биты, а вот в квантовых компьютерах используются кубиты, аналогичные элементы вычислений. Если простой бит имеет значение 0 или 1, то кубит находится сразу в двух этих системах. Именно за счет такой универсальности достигается ускорение процессов работы. Остается важная проблема, которая заключается в масштабируемости квантовых компьютеров. Из-за присущей частицам хрупкости, нелегко организовать систему с помощью огромного числа кубит. Квантовые соединения попросту разрушаются под влиянием окружения, а итоги такой деятельности станут ошибочными.

Существует некая планка «квантового превосходства» (quantum supremacy) — 50 кубит. То есть, система способна разделаться с теми задачами, которые для нынешних самых мощных компьютеров являются непостижимыми.

У новой системы, естественно, есть конкуренты, но они ей значительно уступают. Так, Google создал квантовый процессор от с 72 кубитами, а в прошлом году IBM и Intel презентовали свои разработки 49-кубитных процессоров. Гарвардский университет в свою очередь разработал 51-кубитную систему, а Крис Монро (Объединённый квантовый институт Мэриленда) создал 53-кубитный симулятор.

Но не только лишь одно количество кубитов является важным, роль также играет количество ошибок компьютера. Например, команда Мартиниса создает машины с сверхпроводящими кубитами. Разработчики пришли к тому, что заменили структуру цепочки из предыдущего опыта на два масива из 36 кубит. Именно такой ход стал ключевым при исправлении ошибок в процессе вычислений — задействовании квантовых кодов. Получается, что уровень ошибок очень низок, а производительность компьютера по сравнению с моделью из 9 кубит значительно возросла.

Россия, кстати, тоже не стоит на обочине данного вопроса. Так, мы проектируем квантовые компьютеры на тех самых сверхпроводящих кубитах Мартиниса. Существует множество организаций, которые занимаются данными работами — Российский квантовый центр, Институт физики твердого тела РАН, МИСиС, ВНИАА им. Духова и МГТУ им. Н.Э. Баумана. В этих учреждениях идет процесс создания квантового компьютера, правда он использует всего несколько кубит. Но, при этом, исследования положительно скажутся на дальнейшей работе по управлению и измерению квантовых состояний, станут инструментом для масштабирования и создания будущих моделей сверхпроводящих квантовых процессоров.

Если говорить о практике, то он пока что не может принять операционную систему Windows или Linux, ученые пока лишь исследуют конкретные задачи, в которых квантовый компьютер значительно превосходит стандартный. На данный момент нет точных данных по поводу практического испытания квантового 72-кубитного процессора. Будем ждать очередных заявлений от Мартиниса.

ecosever.ru